I bioinformatici della Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) e dell’Università di Linköping (Svezia) hanno stabilito che i geni nei genomi batterici sono disposti in un ordine significativo. Nel diario ScienzaDescrivono che i geni sono disposti per funzione: se diventano sempre più importanti a una crescita più rapida, si trovano vicino all’origine della replicazione del DNA. Di conseguenza, la loro posizione influenza il modo in cui la loro attività cambia con il tasso di crescita.
I geni sono distribuiti in modo casuale lungo il cromosoma batterico, come se fossero sparsi da uno shaker di sale? Questa opinione, che è detenuta dalla maggioranza dei ricercatori, è stata ora contestata da un team di bioinformatici guidati dal professor Dr Martin Lercher, capo del gruppo di ricerca per la biologia cellulare computazionale presso HHU.
Quando i batteri replicano il loro materiale genetico in preparazione alla divisione cellulare, il processo inizia in un punto specifico sul cromosoma batterico e continua lungo il cromosoma in entrambe le direzioni.
Il dott. Xiao-Pan Hu di HHU, autore principale dello studio ora pubblicato in Science: “Per un breve periodo durante questo processo, ci sono più copie di quei geni situati più vicini all’origine della replica rispetto a quelli situati più lontano. Di conseguenza, i geni vicini all’origine possono essere leggi più frequentemente.”
“Abbiamo stabilito che questi geni sono particolarmente importanti per la crescita cellulare, ad esempio quelli i cui prodotti assemblano le proteine dei batteri”, aggiunge il professor Lercher, autore corrispondente dello studio. Al contrario, i geni raramente necessari nelle fasi di crescita si trovano di solito all’estremità opposta del cromosoma, dove sono duplicati in ritardo nel processo.
I ricercatori hanno utilizzato metodi bioinformatici e matematici per analizzare le posizioni di oltre 4.400 famiglie geniche in oltre 900 diverse specie batteriche. Hanno scoperto che il posizionamento dei geni lungo il cromosoma deve essere sorto come conseguenza della pressione evolutiva, poiché quei batteri che possono crescere particolarmente rapidamente a causa di geni posizionati in modo ottimale hanno un vantaggio evolutivo.
Dr Hu: “Ora comprendiamo meglio come i batteri controllano i loro geni. I risultati ci hanno davvero sorpreso. Forniscono un’eccellente spiegazione di un aspetto importante dell’evoluzione batterica: il giusto posizionamento genomico ha dato ai batteri esistenti oggi un vantaggio rispetto ai loro rivali.”
Lercher su ulteriori potenziali applicazioni: “Questa comprensione può anche aiutare a progettare batteri sintetici più efficienti, ad esempio per applicazioni biotecnologiche o mediche”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com