La sconfitta della morte.
Lo studio “Comparative genomics of mortal and immortal cnidarians unveil novel keys behind rejuvenation”, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) da un team di ricercatori del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular dell’Universidad de Oviedo guidato da Carlos López-Otín (di cui allego PDF) è riuscito a decifrare il genoma della medusa immortale Turritopsis dohrnii, un idrozoo della famiglia Oceanidae, e ha definito diverse chiavi genomiche che contribuiscono ad estenderne la longevità al punto da evitarne la morte.
La Turritopsis dohrnii, precedentemente classificata come Turritopsis Nutricula, ha un diametro massimo di 4,5 millimetri e i ricercatori spagnoli ricordano che "Questa minuscola medusa, lunga solo pochi millimetri, ha la straordinaria capacità di invertire la direzione del suo ciclo vitale in uno stadio asessuato precedente chiamato polipo. La stragrande maggioranza degli esseri viventi, dopo la fase riproduttiva, procede lungo un caratteristico processo di invecchiamento cellulare e tissutale che culmina con la morte dell’organismo. Tuttavia, T. dohrnii ha la capacità di scegliere un’altra strada: invertire il suo ciclo vitale e ringiovanire". Come spiega il Wall Street Journal, il segreto sta nella transdifferenziazione cellulare, un processo attraverso il quale le cellule rilevano quali parti del corpo mancano e le modificano in modo che possano crescere di nuovo.
Ma la Turritopsis dohrnii non può controllare la transizione tra le diverse fasi della sua crescita. Gli studi hanno dimostrato che per questa trasformazione le condizioni ambientali devono essere necessariamente sfavorevoli e, nel caso di queste meduse, potrebbe trattarsi di un cambiamento nella temperatura o nella salinità dell’acqua.
Il sequenziamento del genoma di Turritopsis dohrnii, insieme a quello della sua simile mortale Turritopsis rubrae e l’utilizzo dii strumenti di bioinformatica e genomica comparativa hanno consentito ai ricercatori spagnoli di identificare i geni amplificati o con varianti differenziali caratteristiche della medusa immortale e sottolineano che "Questi geni sono associati alla replicazione e riparazione del DNA, al mantenimento dei telomeri, al rinnovamento della popolazione di cellule staminali, alla comunicazione intercellulare e alla riduzione dell’ambiente cellulare ossidativo. Tutti loro influenzano i processi che negli esseri umani sono stati associati alla longevità e all’invecchiamento sano. Inoltre, lo studio approfondito dei cambiamenti nell’espressione genica durante il processo di ringiovanimento in questa medusa immortale ha rivelato segnali di silenziamento genico mediati dalla cosiddetta via “Polycomb” e una maggiore espressione di geni correlati alla via della pluripotenza cellulare. Entrambi i processi sono necessari affinché le cellule specializzate si de-differenzino e siano in grado di diventare qualsiasi tipo di cellula, formando così il nuovo organismo. Questi risultati suggeriscono che questi due percorsi biochimici sono mediatori fondamentali del ringiovanimento ciclico di questa medusa".
La principale autrice dello studio insieme a Dido Carrero, Aria Pascual-Torner, evidenzia che "Piuttosto che avere un’unica chiave per il ringiovanimento e l’immortalità, i vari meccanismi che si trovano nel nostro studio agirebbero sinergicamente nel loro insieme, orchestrando così il processo per garantire il successo del ringiovanimento della medusa immortale".
In particolare, i ricercatori hanno scoperto che la medusa immortale ha il doppio delle copie di geni associati alla riparazione e protezione del DNA. Questi duplicati possono produrre proteine più protettive e riparatrici. La medusa immortale ha anche mutazioni uniche che rallentano la divisione cellulare e impediscono la distruzione dei telomeri, strutture che si trovano alle estremità dei cromosomi e agiscono come una sorta di copertura protettiva che stabilizza il DNA.
López-Otín, conclude avvertendo che "Questo lavoro non persegue la ricerca di strategie per realizzare i sogni dell’immortalità umana che alcuni annunciano, ma per capire le chiavi e i limiti dell’affascinante plasticità cellulare che permette ad alcuni organismi di poter viaggiare indietro nel tempo. Da questa conoscenza speriamo di trovare risposte migliori alle molte malattie associate all’invecchiamento che oggi ci travolgono".
Greenreport, 2022.
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