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Un gene è stato colto mentre saltava da una specie all'altra
Un gruppo del Max Planck ha osservato l’RNA di un introne mobile passare da un batterio predatore alle cellule di un archeo appartenente a un’altra specie. Le immagini mostrano la molecola sia nel predatore vivente sia nella preda ormai morta. Il risultato suggerisce che l’RNA circolare possa offrire agli elementi genetici mobili una via di trasferimento diversa dal trasporto attraverso virus o plasmidi.
I cosiddetti geni saltatori sono sequenze capaci di spostarsi nel materiale genetico. Sono presenti in batteri, piante, animali ed esseri umani e, quando si inseriscono in una nuova posizione, possono modificare il funzionamento della cellula. Alcuni elementi, definiti introni auto-splicianti, riescono inoltre a rimuoversi da una molecola di RNA mediante un’attività enzimatica.
I ricercatori hanno studiato una comunità di batteri e archei, coltivata lentamente in laboratorio, che produce metano e anidride carbonica a partire dal limonene, il composto responsabile dell’aroma delle arance. Al suo interno dominava Candidatus Velamenicoccus archaeovorus, un batterio predatore molto piccolo che attacca altri microrganismi della comunità.
Tra le sue prede figurava Methanothrix soehngenii, un archeo filamentoso considerato uno dei principali produttori biologici di metano. Per verificare se il predatore penetrasse nelle sue cellule, il gruppo ha impiegato sonde di acidi nucleici progettate per riconoscere quantità minime dell’RNA dell’introne. Le osservazioni microscopiche hanno rilevato il segnale nelle cellule vive del batterio e in singole cellule morte dell’archeo.
Gli autori interpretano queste immagini come la cattura dell’introne durante un tentativo di replicazione nella preda. Non è stata però dimostrata l’integrazione del gene nel genoma dell’archeo, né la comparsa di un carattere ereditabile. Il batterio aveva già ucciso la cellula raggiunta: si tratta quindi di un possibile passaggio tra specie, non della prova di un trasferimento genico orizzontale completato con successo.
La persistenza della molecola in una cellula morta dipende probabilmente dalla sua forma. Gli RNA lineari vengono normalmente demoliti rapidamente da enzimi che iniziano a lavorare dalle estremità esposte. L’introne, agendo anche come ribozima, chiude invece la propria catena in un anello privo di estremità libere, diventando più resistente alla degradazione.
Prima di questo lavoro, l’RNA di un introne mobile non era stato individuato all’esterno della cellula che lo produceva. L’osservazione apre quindi una nuova ipotesi per la microbiologia evolutiva: alcuni elementi genetici potrebbero attraversare il confine tra specie come molecole circolari autonome. Serviranno altri esperimenti per stabilire quanto spesso accada e se, in cellule rimaste vive, il trasferimento possa davvero modificare il genoma del nuovo ospite.
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