Genoma gigante del pesce polmonato: svelato il record animale più grande di sempre

RomeUn team di scienziati, tra cui il biologo Axel Meyer e il biochimico Manfred Schartl, ha mappato il codice genetico del pesce polmonato, scoprendo il genoma più grande mai trovato in un animale. Il genoma del pesce polmonato è trenta volte più grande di quello umano, il che ci aiuta a capire come i primi pesci si siano evoluti per vivere sulla terraferma. Questo studio fornisce informazioni cruciali sulle prime fasi dei vertebrati terrestri.

Punti salienti della loro scoperta:

• Il genoma della dipnoa sudamericana supera i 90 miliardi di basi.
• Questo genoma è il doppio di quello della dipnoa australiana, precedente detentrice del record.
• I trasposoni, che si replicano e cambiano posizione nel genoma, hanno causato questa espansione.
• Nonostante le loro dimensioni, i genomi delle dipnoe rimangono sorprendentemente stabili.
• Le analisi genetiche indicano adattamenti evolutivi che hanno permesso ai primi vertebrati di spostarsi sulla terraferma.

I dipnoi sono affascinanti per via delle caratteristiche ereditate dai loro antichi parenti. Il dipnoo australiano possiede pinne che ricordano degli arti, utili ai primi animali per spostarsi sulla terraferma. Al contrario, i dipnoi africani e sudamericani hanno pinne sottili simili a fili.

Le ricerche suggeriscono che i trasposoni siano i principali responsabili dell'aumento delle dimensioni del genoma. Ad esempio, il genoma del pesce polmonato sudamericano cresce della stessa quantità del genoma umano ogni 10 milioni di anni. Questa rapida crescita è in parte dovuta ai bassi livelli di piRNA, i quali solitamente limitano l'attività dei trasposoni.

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I risultati indicano un'assenza di connessione diretta tra l'attività dei trasposoni e l'instabilità genetica, una scoperta inaspettata. Questo genoma stabile ha permesso ai ricercatori di ricostruire la struttura cromosomica del primo antenato dei tetrapodi. Confrontando i genomi di diverse specie di pesci polmonati, lo studio contribuisce a comprendere come i primi vertebrati si siano adattati alla vita sulla terraferma.

Il team di ricerca ha utilizzato topi geneticamente modificati con CRISPR-Cas per studiare come le pinne si siano evolute da strutture simili ad arti complessi a forme più semplici. Hanno scoperto che i cambiamenti nel percorso di segnalazione Shh hanno causato questa evoluzione. Questo percorso è fondamentale per lo sviluppo degli arti e delle dita nei vertebrati, dimostrando una chiara connessione evolutiva.

Ora che possediamo le sequenze complete del genoma di tutte le famiglie attuali di pesci polmonati, possiamo intraprendere studi genomici comparativi più approfonditi. Questo ci aiuterà a comprendere meglio la genetica dei pesci polmonati e a scoprire di più sul loro ruolo nell'evoluzione.

Questo studio evidenzia l'importanza della genomica nella comprensione della biologia evolutiva. Ci permette di capire come gli animali complessi, come i vertebrati, si siano adattati nel tempo a vivere in ambienti diversi. Queste informazioni sono fondamentali per future ricerche in campo evolutivo e genetico.