I geni primordiali potrebbero raccontarci una verità che finora avevamo solo sfiorato: la vita sulla Terra potrebbe essere iniziata molto prima di quanto immaginiamo. Alcuni geni presenti oggi in quasi tutti gli organismi viventi esistevano prima ancora che comparisse l’antenato comune universale da cui discendiamo tutti. Una scoperta che non riguarda solo la biologia evolutiva, ma tocca una domanda più grande: come è nata la vita?
- L’ultimo antenato comune universale: un punto di partenza già complesso
- Lo studio che guarda oltre LUCA
- Cosa sono gli “universal paralogs”
- Le prime funzioni cellulari della Terra primordiale
- La ricostruzione di una proteina ancestrale
L’ultimo antenato comune universale: un punto di partenza già complesso
Ogni forma di vita attuale, dai batteri alle piante fino all’essere umano, condivide un antenato vissuto circa quattro miliardi di anni fa. Gli scienziati lo chiamano ultimo antenato comune universale (LUCA) ed è il punto più remoto che oggi possiamo studiare con gli strumenti dell’evoluzione molecolare.
Eppure, quando questo antenato viveva, molte caratteristiche fondamentali erano già presenti: le cellule possedevano membrane strutturate, l’informazione genetica era custodita nel DNA e i meccanismi di base della vita cellulare erano operativi. La vita, dunque, non era più “in costruzione”, ma già sorprendentemente organizzata.
Lo studio che guarda oltre LUCA
Uno studio pubblicato su Cell Genomics ha individuato una pista concreta: seguire le tracce di geni rarissimi e antichissimi sopravvissuti fino a oggi.
Secondo uno degli scienziati, anche se LUCA rappresenta il più antico organismo analizzabile con i metodi attuali, alcuni dei geni contenuti nel suo genoma erano molto più vecchi. È qui che entrano in scena i geni primordiali.
Cosa sono gli “universal paralogs”
I ricercatori si sono concentrati su un gruppo speciale di geni chiamati universal paralogs. In biologia, un paralogo è un gene che si è duplicato nel tempo all’interno dello stesso genoma. Errori di copia generano versioni multiple di uno stesso gene che, con il tempo, si specializzano. Un esempio noto è quello dei geni dell’emoglobina: nell’essere umano ne esistono otto, tutti derivati da un unico gene ancestrale comparso circa 800 milioni di anni fa.
Gli universal paralogs, però, rappresentano un caso unico. Sono famiglie genetiche presenti in almeno due copie nei genomi di quasi tutti gli organismi viventi. Questo significa che la loro duplicazione è avvenuta prima della nascita dell’antenato comune universale. Prima di quattro miliardi di anni fa.
Le prime funzioni cellulari della Terra primordiale
Grazie a strumenti computazionali avanzati, intelligenza artificiale e hardware ottimizzati per l’analisi genetica, gli studiosi hanno analizzato tutti gli universal paralogs finora noti. Il risultato è sorprendente: tutti questi geni sono coinvolti nella sintesi proteica o nel trasporto di molecole attraverso le membrane cellulari.
Non è un dettaglio secondario. Significa che tra le primissime funzioni biologiche comparse sulla Terra ci sarebbero state:
la produzione di proteine
il trasporto molecolare attraverso membrane primitive
In sostanza, le fondamenta stesse della vita cellulare.
La ricostruzione di una proteina ancestrale
In un lavoro parallelo, il team ha persino ricostruito in laboratorio la versione ancestrale di una di queste proteine, combinando biologia evolutiva e biologia computazionale.
Non si tratta di un semplice modello teorico, ma di una proteina reale. E il risultato è stato sorprendente: anche nella sua forma più semplice, questa proteina era in grado di legarsi alle membrane e interagire con il sistema che produce proteine.
Questo suggerisce che le cellule primordiali, per quanto rudimentali, fossero già funzionali. Non ammassi casuali di molecole, ma sistemi capaci di organizzarsi e cooperare. Capire come è nata la vita non è solo una questione accademica. È un modo per comprendere quanto fragile, rara e preziosa sia la complessità biologica che oggi diamo per scontata.
