I geni rubati consentono il controllo parassitario del comportamento

Molti parassiti manipolano il comportamento dei loro ospiti per garantirne la sopravvivenza e la capacità di riprodursi. I vermi di crine mostrano uno degli esempi più sofisticati di questo tipo di controllo del comportamento. I vermi di crine nascono nell’acqua e usano insetti acquatici come le effimere per fare l’autostop verso la terraferma, dove stanno seduti finché non vengono mangiati da insetti terrestri come grilli o mantidi. Una volta che un verme di crine raggiunge questi ospiti, inizia a crescere e manipola il comportamento dell’ospite. Il verme di crine di cavallo maturo induce infine l’ospite a saltare in acqua, spesso fino alla morte definitiva dell’ospite, in modo che possa completare la sua missione vitale e riprodursi.

Studi precedenti avevano suggerito che i vermi di crine di cavallo dirottassero i percorsi biologici dei loro ospiti e aumentassero il movimento verso la luce, il che porta gli ospiti ad avvicinarsi all’acqua. Gli scienziati ritengono che ciò sia possibile con molecole che imitano quelle del sistema nervoso centrale degli ospiti, ma esattamente come questi parassiti abbiano sviluppato questo tipo di mimetismo molecolare è rimasto un mistero.

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno analizzato l’espressione genica dell’intero corpo in a Cordodi verme di crine di cavallo prima, durante e dopo aver manipolato la sua mantide ospite. Hanno scoperto oltre 3.000 geni dei vermi che venivano espressi di più quando gli ospiti venivano manipolati e 1.500 geni dei vermi che venivano espressi di meno. D’altra parte, l’espressione genetica nel cervello della mantide non è cambiata, e in effetti non poteva essere distinta da quella riscontrata nelle mantidi non infette. Questi risultati indicano che i vermi di crine producono le proprie proteine ​​per manipolare il sistema nervoso dei loro ospiti.

I ricercatori hanno poi cercato in un database di proteine ​​per esplorare le origini dei geni che le compongono Cordodi i vermi di crine usano per manipolare le mantidi. “Sorprendentemente, molti dei geni dei vermi di crine di cavallo che potrebbero svolgere un ruolo importante nella manipolazione dei loro ospiti erano molto simili ai geni delle mantidi, suggerendo che siano stati acquisiti attraverso il trasferimento genetico orizzontale”, afferma Mishina. Il trasferimento genico orizzontale è un processo biologico in cui i geni vengono trasferiti da un organismo a un altro, ma non attraverso la riproduzione. Può avere conseguenze evolutive significative, consentendo agli organismi di acquisire rapidamente nuovi geni o funzioni, aiutandoli potenzialmente ad adattarsi a nuovi ambienti o stili di vita.

Ulteriori analisi hanno supportato l’idea che il mimetismo molecolare osservato nel Cordodi I vermi di crine di cavallo sono probabilmente il risultato del trasferimento genetico orizzontale dalle mantidi. In particolare, oltre 1.400 Cordodi È stato scoperto che i geni dei vermi di crine di cavallo corrispondono a quelli delle mantidi, ma erano assenti o molto diversi dalle specie di vermi di crine che non utilizzano ospiti di mantide. Gli autori concludono che i numerosi geni mimetici da loro identificati sono probabilmente il risultato di molteplici eventi di trasferimento genetico orizzontale da varie specie di mantidi durante l’evoluzione dei vermi dei capelli. Questi geni, in particolare quelli associati alla neuromodulazione, all’attrazione per la luce e ai ritmi circadiani, sembrano svolgere un ruolo nella manipolazione dell’ospite.

Il trasferimento genico orizzontale è uno dei modi principali in cui i batteri si evolvono per resistere agli antibiotici. Mishina ritiene che se troveremo più esempi di trasferimento genico orizzontale tra organismi multicellulari, acquisiremo informazioni su questo fenomeno e sull’evoluzione in generale. “I numerosi casi di trasferimento genico orizzontale che abbiamo riscontrato nel verme dei capelli possono essere un buon modello di studio”, afferma Mishina. “Utilizzando questo modello, speriamo di identificare i meccanismi alla base del trasferimento genico orizzontale e di far avanzare la nostra comprensione dell’adattamento evolutivo”.