Genetica

Interazioni tra dimensioni del genoma delle piante, nutrienti ed erbivori da parte di conigli, molluschi e insetti su un pascolo temperato

Un nuovo studio della Queen Mary University di Londra e del Royal Botanic Gardens, Kew, (1) suggerisce che i conigli preferiscono mangiare le piante con molto DNA. I ricercatori hanno anche scoperto che è l'opposto per gli invertebrati, come le lumache e gli insetti, che preferiscono mangiare le piante con meno DNA.

Molti fattori influenzano ciò che mangiano gli erbivori come i conigli, ma il ruolo della dimensione del genoma, che è la quantità di DNA nelle cellule di un organismo, nell'interazione erbivoro-pianta era sconosciuto. In questo studio, pubblicato negli Atti della Royal Society B, i ricercatori suggeriscono che la dimensione del genoma dovrebbe essere usata come una nuova misura per migliorare i modelli ecologici che sono progettati per prevedere come le comunità vegetali risponderanno al cambiamento ecologico, per esempio a causa del clima o dell'uso di terreni alterati.

Tuttavia, mentre i risultati suggeriscono quali piante preferiscono i conigli e gli invertebrati, questo studio potrebbe anche suggerire che queste piante si stanno semplicemente riprendendo più lentamente dopo essere state mangiate.

Il professor Andrew Leitch, (2) autore congiunto dello studio della Queen Mary University di Londra, ha dichiarato: "Noi abbiamo dimostrato che la dimensione del genoma gioca un ruolo nell'influenzare le interazioni pianta-erbivoro suggerendo che l'inclusione della dimensione del genoma in modelli ecologici ha il potenziale per espandere la nostra comprensione della produttività delle piante e dell'ecologia della comunità sotto lo stress dei nutrienti e degli erbivori".

Uno studio sull'infezione in piante di barbabietola condotto da Istituto per la protezione sostenibile delle piante del Cnr di Torino e Università di Cambridge, pubblicato su Nature Communications, ha mostrato le fasi iniziali del trasferimento genico orizzontale tra specie vegetali mediato da un virus

I virus sono potenziali vettori per il trasferimento genico orizzontale, cioè il passaggio di materiale genetico tra specie diverse anche geneticamente molto distanti. Da uno studio sull'infezione virale in piante di barbabietola condotto in collaborazione tra l’Istituto per la protezione sostenibile delle piante del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ipsp) di Torino e l’Università di Cambridge, pubblicato su Nature Communications, è stata osservata per la prima volta la formazione di DNA ibridi circolari composti da una parte di DNA della pianta ospite ed una parte di DNA virale, mostrando così le fasi iniziali del trasferimento genico orizzontale tra specie vegetali mediato da un virus.

“Il trasferimento genico orizzontale è oggi considerato di importanza primaria nell'evoluzione dei genomi, soprattutto dei batteri e archeobatteri, ma anche degli eucarioti”, spiega Gian Paolo Accotto direttore del Cnr-Ipsp. “I virus sono considerati potenziali induttori di tale passaggio di materiale genetico da una specie ad un’altra poiché entrano in stretto contatto con le cellule dell’organismo ospite in cui si replicano, sono trasmessi in modo efficiente tra ospiti diversi e i loro genomi hanno una forte propensione naturale a ricombinarsi. Uno degli esempi più caratteristici di trasferimento genico mediato da virus è quello dei baculovirus, responsabili del trasferimento di frammenti di DNA tra specie diverse di insetti”.

Durante lo studio di un’infezione virale indotta da un geminivirus in piante di barbabietola, è stata osservata la formazione di DNA formati da materiale genico sia della pianta ospite sia virale. “Questi DNA ibridi circolari, battezzati ‘minicircles’, non erano stati mai osservati in precedenza”, prosegue Emanuela Noris del Cnr-Ipsp. “Tali tipi di molecole si generano in poche settimane e possono moltiplicarsi anche in piante di altre specie vegetali. I DNA ibridi derivanti dalla barbabietola diventano quindi potenziali candidati per trasportare materiale genetico ad altre specie di piante”.

Un nuovo strumento di sorveglianza delle malattie aiuta a rilevare qualsiasi virus umano. Il metodo computazionale aiuta gli scienziati ad esaminare i virus su una scala più ampia e completa di quanto fosse possibile in precedenza

Durante lo scoppio del virus Zika del 2015-2016, i funzionari della sanità pubblica si sono affrettati a contenere l'epidemia e a frenare gli effetti devastanti del patogeno sulle donne incinte. Allo stesso tempo, gli scienziati di tutto il mondo hanno cercato di capire la genetica di questo misterioso virus.

Il problema era che non si riscontravano molte particelle di virus Zika nel sangue di un paziente malato. Cercarlo nei campioni clinici poteva essere come cercare un ago in un pagliaio.

Un nuovo metodo di calcolo sviluppato dagli scienziati del Broad Institute aiuta a superare questo ostacolo. Costruito nel laboratorio di Pardis Sabeti, (1) ricercatore del Broad Institute, il metodo “CATCH” può essere usato per progettare “esche” molecolari per qualsiasi virus noto per infettare gli esseri umani e tutti i suoi ceppi noti, compresi quelli presenti in bassa quantità nei campioni clinici, come Zika. Questo approccio può aiutare piccoli centri di sequenziamento in tutto il mondo a portare avanti il controllo delle malattie in modo più efficiente ed economico, e potrebbe dare informazioni cruciali per il controllo delle epidemie.

Il nuovo studio è stato condotto da Hayden Metsky, (2) studente universitario del MIT, insieme alla ricercatrice postdottorato Katie Siddle, (3) e appare online su Nature Biotechnology. (4) “Poiché il sequenziamento genomico diventa una parte fondamentale del controllo delle malattie, strumenti come CATCH aiuteranno noi e gli altri a rilevare i focolai più precoci e generare più dati su patogeni che possono essere condivisi con le più ampie comunità di ricerca scientifica e medica”, ha detto Christian Matranga, (5) co-autore senior del nuovo studio che è entrato a far parte di una startup biotech locale.

Gli scienziati sono stati in grado di rilevare alcuni virus presenti in bassa quantità analizzando tutto il materiale genetico di un campione clinico, una tecnica nota come sequenziamento “metagenomico”, ma l'approccio spesso non prende in considerazione il materiale virale che si perde nell'abbondanza di altri microbi e nello stesso DNA del paziente.