Una nuova ricerca pubblicata su Molecular Biology and Evolution descrive come la duplicazione genica contribuisca alla resistenza al veleno nei toporagni. Questi piccoli roditori, che pesano meno di mezza libbra, possono sopravvivere a morsi velenosi che ricovererebbero o potrebbero uccidere un essere umano adulto. Lo studio si è concentrato sulla famiglia di geni SERPIN e in particolare su SERPINA3, meno conosciuto rispetto a SERPINA1, che era già noto per inibire il veleno del crotalo europeo.
I ricercatori hanno scoperto che i toporagni possiedono 12 copie di SERPINA3, create tramite duplicazione in tandem: il gene originale mantiene la sua funzione e la copia nuova può evolvere diversamente. Il gruppo guidato da Matthew Holding e copresieduto da Meilyn Ward, nel laboratorio di David Ginsburg presso il Life Sciences Institute dell'Università del Michigan, ha testato le proteine prodotte da ciascuna copia usando campioni di veleno di serpenti a sonagli che predano questi roditori. Molte proteine si sono legate direttamente a componenti del veleno e ne hanno bloccato gli effetti; altre non hanno interagito, suggerendo ruoli diversi.
Gli autori osservano che duplicazioni simili sono comuni anche nei geni del veleno dei serpenti e propongono che la variazione nei SERPINA3 faccia parte di una risposta coevolutiva tra prede e predatori. Lo studio è stato sostenuto dai National Institutes of Health e dall'Honors Summer Fellowship dell'Università del Michigan. Come ha detto Holding, la duplicazione genica aggiunge «un ulteriore strumento nella cassetta degli attrezzi dei roditori» per sopravvivere ai morsi velenosi.
- Matthew Holding
- Meilyn Ward
- Laura Haynes
- David Ginsburg
- Mark Margres
- Marjorie Matocq
Parole difficili
- duplicazione — duplicazione del materiale genetico che crea copieduplicazione genica, duplicazioni simili
- resistenza — capacità di sopravvivere agli effetti del velenoresistenza al veleno
- copia — riproduzione di un gene o di una sequenzacopie
- evolvere — mutare o cambiare funzione nel tempo
- inibire — bloccare o ridurre l'azione di una sostanza
- legare — attaccarsi fisicamente a un'altra molecolasi sono legate
- coevolutivo — evoluzione reciproca tra specie interagenticoevolutiva
- cassetta degli attrezzi — insieme di strumenti o strategie utili
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Domande di discussione
- In che modo la duplicazione genica potrebbe modificare la relazione tra predatori e prede in natura?
- Quali vantaggi e rischi comporta per i toporagni avere molte copie di un gene come SERPINA3?
- Pensi che risultati come questi possano avere applicazioni pratiche per la medicina o la gestione dei veleni? Perché sì o no?
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