Batteri trovati in sorgenti termali potrebbero essere correlati con i primi mitocondri
Scienziati messicani hanno trovato nelle sorgenti termali un gruppo di batteri che potrebbero essere parenti dei primi mitocondri. Questa scoperta potrebbe aiutare a comprendere processi come quelli alla base della malattia di Parkinson.
Un gruppo di ricercatori genomici del Centro di Scienze Genomiche del Messico, in collaborazione con l'Istituto di Biotecnologia del paese, ha scoperto un tipo di batterio che potrebbe essere il parente moderno più prossimo del precursore dei mitocondri. Il lavoro, riportato da Phys.org, suggerisce che si tratterebbe di un possibile parente vivente dell'antico microbo che ha dato origine alla porzione centrale della cellula.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science Advances, nella quale si spiega che i ricercatori Otto Geiger, Alejandro Sánchez-Flores, Jonathan Padilla-Gómez e Mauro Degli Esposti hanno analizzato migliaia di genomi batterici per individuare quelli più vicini a ciò che si ritiene essere attributi del genoma precursore mitocondriale.
Anche altri scienziati hanno pubblicato sulla stessa rivista un articolo in cui descrivono ricerche precedenti sulla ricerca del precursore dei mitocondri e riassumono il lavoro svolto dal team in questo nuovo sforzo. I risultati sono come un viaggio indietro nel tempo verso la vita che conosciamo sul nostro pianeta e aprono un portale verso nuove conoscenze.
Viaggiatori nel tempo
Nel nuovo studio, pubblicato mercoledì 9 agosto e citato anche da Live Science, i ricercatori si sono concentrati sui tratti genetici che consentono ai batteri di svolgere alcune funzioni essenziali per i protomitocondri, come la produzione di grassi per le membrane mitocondriali.
Utilizzando questi criteri genetici, i ricercatori hanno identificato un tipo di batteri che precedentemente non si credeva discendesse dai protomitocondri e che vive in condizioni simili a quelle che avrebbero sostenuto la vita negli antichi oceani della Terra.
Gli scienziati ritengono che la vita sia apparsa per la prima volta sulla Terra circa 3,7 miliardi di anni fa. Credono inoltre che l’evoluzione di un tipo di batteri abbia dato origine a un precursore dei mitocondri circa 1 miliardo di anni fa, guidando l’evoluzione di tutte le forme di vita moderna.
La verità è che, poiché non hanno lasciato prove della loro esistenza, gli scienziati devono utilizzare altri strumenti per avvicinarsi al genoma di quei primi batteri che si stabilirono nelle cellule di altri esseri viventi marini. In questo nuovo lavoro, i ricercatori hanno cercato di scoprire quali batteri oggi sono più simili ai batteri precursori dei mitocondri. Per fare questo, hanno studiato i genomi di tutti gli alfaprotobatteri moderni conosciuti, cercando i tratti probabili dei batteri precursori dei mitocondri.
Nuovi elementi per comprendere alcune malattie
Parlando a Live Science, Mauro Degli Esposti ha osservato che negli 1,6-1,8 miliardi di anni trascorsi dalla comparsa dei mitocondri, la firma genetica dei protomitocondri è stata diluita, mescolata, e ne è rimasto molto poco. Quindi il team ha utilizzato un approccio meno dipendente dalle sequenze genetiche che avrebbero potuto essere in disordine.
I ricercatori hanno esaminato un archivio di 314 genomi di alfaproteobatteri, la classe di batteri da cui la ricerca suggerisce che abbiano origine i protomitocondri, alla ricerca di geni che codificano per proteine essenziali condivise con i mitocondri. Molti dei geni più importanti hanno la stessa funzione di quelli utilizzati dai mitocondri per produrre energia con o senza ossigeno.
Sarebbero necessari altri geni per creare alcuni grassi, tra cui le cardiolipine. Questi grassi si trovano nei procarioti, organismi le cui cellule sono prive di organelli, e nelle membrane mitocondriali degli eucarioti (organismi costituiti da cellule con veri nuclei).
Una migliore comprensione di come si sono evoluti i mitocondri potrebbe potenzialmente aiutarci a comprendere le malattie in cui la funzione mitocondriale viene interrotta, come il morbo di Parkinson. Al di là delle applicazioni mediche, conoscere le origini dei mitocondri può aiutarci a capire come sono nate tutte le forme di vita complesse, compresi gli esseri umani.