DNA: gli scienziati stanno cercando di scoprire in che modo un importante processo genetico naturale abbia plasmato la complessità e la diversità di molte specie nel corso dell’evoluzione.
Molte rose coltivate commercialmente hanno copie multiple del loro genoma: gli scienziati studieranno anche come ciò avviene in natura. Credito immagine: Shannon Baldwin tramite Unsplash, licenza gratuita
Un team internazionale di ricercatori studierà un fenomeno in base al quale l’intero codice del DNA di una specie viene duplicato, formando quattro filamenti anziché i soliti due, prima di riformarsi nel corso di milioni di anni per tornare a essere due catene.
Questo raddoppio di tutto il materiale genetico in un unico evento, noto come duplicazione dell’intero genoma, consente ai geni di acquisire nuove funzioni nel tempo. Ciò può dare origine a nuovi tratti e si pensa che abbia consentito a piante, animali e altri tipi di organismi di diventare più diversi e potenzialmente più complessi.
Il team, guidato dal Roslin Institute e che comprende ricercatori dell’Università di Bath, studierà il modo in cui l’evoluzione si sviluppa dopo questi eventi, consentendo ai geni di divergere in duplicati, acquisendo così nuove funzioni.
In un progetto quadriennale da 5,3 milioni di sterline, i ricercatori esamineranno i genomi di diversi gruppi di pesci, piante, funghi e organismi unicellulari.
Il loro progetto esaminerà il modo in cui il potenziale degli eventi di duplicazione viene sbloccato durante l’evoluzione, stabilendo processi chiave che sono alla base delle origini dell’adattamento, della complessità biologica e della diversità delle specie.
Il responsabile del progetto, il Professor Dan Macqueen, ha affermato: “Le duplicazioni dell’intero genoma sono un aspetto importante ma non completamente compreso della storia evolutiva di molte specie: questo progetto mira a scoprire nuove importanti intuizioni sui meccanismi attraverso i quali questi eventi chiave hanno plasmato la vita sulla Terra“.
Il team coinvolge anche la Facoltà di Scienze Biologiche dell’Università di Edimburgo, le Università di Bath, Bristol e Oxford, i Royal Botanic Gardens Kew e il Wellcome Sanger Institute. Utilizzeranno dati genomici di alta qualità e nuove tecnologie di sequenziamento per comprendere l’importanza degli eventi di duplicazione dell’intero genoma nell’intero albero della vita.
Il Dott. James Clark, vincitore di un premio presso il Milner Centre for Evolution del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Bath, è a capo del team di Bath, che si concentra sulla duplicazione del genoma nelle piante. Ha affermato: “La mia parte nel progetto ha due obiettivi. Il primo è cercare di identificare i modelli e i processi dell’evoluzione del genoma dopo la duplicazione nelle piante. I genomi delle piante raddoppiano molto più frequentemente di quelli degli animali, quindi ci aspettiamo che il processo di ‘ridiploidizzazione’ possa aver contribuito all’evoluzione di diverse forme di piante (incluso il fiore) e alla diversificazione di alcuni dei lignaggi vegetali più carismatici, tra cui le graminacee e le margherite. Il secondo obiettivo è cercare di quantificare questi risultati evolutivi della duplicazione dell’intero genoma”.
“Se riusciamo a identificare casi di duplicazione del genoma e del processo di ridiploidizzazione, allora vogliamo provare a verificare se questi eventi abbiano portato a un numero maggiore di specie o all’evoluzione di nuove forme“, ha aggiunto.
Il Professor Mark Blaxter del Wellcome Sanger Institute ha affermato: “L’analisi del nostro genoma umano rivela che i nostri antenati hanno subito non uno, ma due cicli di duplicazione dell’intero DNA. Ciò ha probabilmente fornito le materie prime per un cambiamento evolutivo innovativo e ora sappiamo che questo raddoppio genetico è comune a tutte le forme di vita”.
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“Questo nuovo premio sLoLa del BBSRC utilizzerà le ineguagliabili competenze di sequenziamento del genoma degli esperti del Wellcome Sanger Institute per fornire genomi di riferimento per specie chiave. Ciò ci fornirà le basi essenziali di cui abbiamo bisogno per comprendere il modello e il processo di raddoppiamento genomico. Si basa sul nostro lavoro nel progetto Darwin Tree of Life, in cui stiamo sequenziando tutte le specie di Gran Bretagna e Irlanda, e mostra il valore dei dati di alta qualità che produciamo”, ha aggiunto.
Fonte: Università di Bat
