Visualizzazione scientifica del DNA che forma un anello (looping)

Come è emersa la complessità della vita multicellulare? Per anni, questo è stato un paradosso per i biologi. I primi animali complessi, come le anemoni di mare, non hanno un numero di geni molto superiore a quello dei loro antenati unicellulari. Una recente scoperta suggerisce che la risposta non risiede nel numero di "istruzioni", ma nel modo in cui vengono lette e organizzate nello spazio. ARTICOLO COMPLETO

L'architettura 3D del genoma: il "looping" della cromatina
All'interno del nucleo di una cellula, il DNA è compattato in una struttura chiamata cromatina. Questa struttura non è statica, ma può piegarsi su se stessa per formare degli "anelli" o loop. Questo processo, chiamato chromatin looping, non è casuale, mas è finemente orchestrato da specifiche proteine. Lo scopo di questi anelli è regolatorio: permettono a sequenze di DNA chiamate enhancer (intensificatori), che si trovano anche a grandissima distanza da un gene, di entrare fisicamente in contatto con esso per attivarlo o disattivarlo.

Il salto quantico dell'evoluzione
La ricerca condotta dal team di Arnau Sebé-Pedrós ha dimostrato che questa complessa architettura 3D del genoma è una caratteristica distintiva degli animali multicellulari, ma è completamente assente nei loro parenti unicellulari più stretti. L'introduzione del looping ha permesso una "complessità combinatoria": più enhancer possono regolare un singolo gene e un singolo enhancer può regolarne diversi. Questo ha creato un sistema di controllo incredibilmente flessibile, essenziale per differenziare i vari tipi di cellule (nervose, muscolari, ecc.) che compongono un organismo complesso, senza la necessità di aggiungere un numero enorme di nuovi geni.

Questa scoperta cambia radicalmente la nostra comprensione dei motori dell'evoluzione. La transizione alla vita complessa non è stata solo una questione di "scrivere nuove righe di codice" genetico, ma di inventare un'architettura dell'informazione radicalmente più potente. La topologia 3D del genoma è diventata essa stessa un'informazione funzionale, un "salto" qualitativo che ha sbloccato un potenziale evolutivo immenso e prima inaccessibile.