Stress, trasposoni ed evoluzione dei genomi

Anno
2017
Proponente Laura Fanti - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Lucia Piacentini Componenti il gruppo di ricerca
Patrizio Dimitri Componenti il gruppo di ricerca
Componente Qualifica Struttura Categoria
Marcella Marchetti Tecnico Dip. Biologia e Biotecnologie "Charles Darwin" Altro personale Sapienza o esterni
Abstract

Uno dei problemi scientifici più affascinanti, argomento di intenso dibattito nell¿ambito della Biologia, riguarda i meccanismi alla base dell'evoluzione, in particolare, come la variabilità genetica è prodotta e mantenuta per rendere gli organismi adattabili ai cambiamenti ambientali e quindi in grado di evolvere. Nel 1942 Conrad Waddington ipotizzò l¿esistenza di una variabilità genetica criptica che è mantenuta nascosta a causa della robustezza dei processi di sviluppo. Se, tuttavia, uno stress ambientale è sufficientemente forte da superare questa robustezza, allora le vie di sviluppo possono cambiare e manifestare la variante genetica criptica. Negli ultimi anni è stato dimostrato che nelle mosche e nelle piante le mutazioni del gene Hsp90 sono in grado di indurre, a bassa frequenza, molte diverse alterazioni di sviluppo. Ciò ha suggerito che la riduzione della quantità di Hsp90 possa rendere i processi di sviluppo più sensibili ai cambiamenti genetici e quindi funzionare come un accumulatore di variabilità genetica criptica. Tuttavia, è stato recentemente dimostrato che la proteina Hsp90 regola i meccanismi di silenziamento mediati dai Piwi-interacting RNAs (piRNAs), che hanno la funzione di mantenere repressi gli elementi trasponibili e le sequenze ripetute. Lo stress da calore è in grado di indurre de novo varianti fenotipiche ereditabili per mutagenesi inserzionale dovuta alla de-regolazione degli elementi trasponibili. Questo suggerisce un meccanismo alternativo secondo il quale gli organismi sono tenuti in uno stato di variabilità limitata tramite la repressione degli elementi trasponibili, ma con la possibilità di un rapido aumento della variabilità genetica, provocato dall¿attivazione degli stessi elementi, in presenza di cambiamenti ambientali, generando così uno stato di plasticità evolutiva indotta.

ERC
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