lunedì 6 gennaio 2014

L'accoppiamento del nematode Caenorhabditis elegans: fluido che uccide

Care fanciulle, immaginate per un attimo di aver passato una bellissima notte d'amore con il compagno della vostra vita, e di aver poi dato alla luce, dopo 9 faticosi mesi, un bellissimo pargolo. Immaginate poi che, subito dopo il parto, subentri sempre a vostra insaputa una morte per disidratazione, rapido dimagrimento e accartocciamento su voi stesse. 
Lo scenario descritto non è tratto da un film horror o fantascientifico in stile Alien - né per fortuna è una conseguenza dei nostri accoppiamenti... - ma si verifica con incredibile regolarità dopo l'accoppiamento tra i nematodi di diverse specie del genere Caenorhabditis.
In particolare, un gruppo di ricercatori della Princeton University ha condotto uno studio sul famoso nematode Caenorhabditis elegans, pubblicato sulla famosa rivista Science, relativo al fenomeno. Essi hanno scoperto che le femmine si accartocciano su se stesse a muoiono dopo aver dato alla luce la prole, ma nonostante ciò possa apparire crudele, si tratta di un importante escamotage che consente di sottrarre le femmine all'accoppiamento con altri maschi secondo i meccanismi della selezione sessuale.
Caenorhabditis elegans in accoppiamento
Più in particolare, i ricercatori hanno scoperto che il "killer" non è altro che lo sperma ed il liquido seminale, che innescano una serie di reazioni chimiche a catena che determinano la disidratazione e la morte prematura delle femmine, accorciando la durata della loro vita da un terzo alla metà. Un meccanismo simile in realtà era già stato osservato per altri vermi, ma questo è il primo caso in cui sia stato determinato tutto il percorso biochimico che conduce alla morte delle femmine.
E' curioso che i meccanismi biologici con cui i maschi uccidono le femmine in seguito all'accoppiamento, sono in realtà coinvolti nel rallentamento del processo d'invecchiamento nei periodi di scarsità di nutrienti; è quasi come se i maschi, con il loro sperma, riuscissero ad interferire con questi meccanismi invertendone il verso e, quindi, causando l'accelerazione del processo di invecchiamento. Nelle femmine, dopo l'accoppiamento, lo sperma e il liquido seminale agiscono su una proteina, la DAF-16 - presente nel nucleo delle cellule che attivano i geni necessari a rispondere alle condizioni di stress fisico quali le variazioni drastiche di temperatura o la scarsa disponibilità di nutrienti - spingendola via dal nucleo e, così facendo, innescano il processo di invecchiamento precoce che conduce alla morte.
Worms shrinking worms
Come si può osservare nelle 2 fotosequenze, in basso si vede
una femmina che, a 7 giorni di distanza
dall'accoppiamento, è morta per disidratazione, mentre in alto
si vede una femmina che non si è accoppiata
In genere le femmine di Caenorhabditis elegans sono ermafrodite sufficienti, perché possiedono sia le gonadi maschili che femminili con cui riescono ad autofecondarsi, e non è un caso che tendano letteralmente ad evitare il contatto con i maschi tentando di fuggire, costringendo questi ultimi ad inseguirle come se si trattasse di una vera e propria "caccia alla preda". Una volta prese, i maschi le fecondano in modo che i loro geni possano essere trasmessi alla generazione successiva, e se da una parte la morte della femmina non porta danno alla progenie, visto che in questa specie non esistono cure parentali, dall'altra si fa in modo che nessun altro maschio possa accoppiarsi con la stessa, favorendo così i maschi "migliori".
E' sorprendente che tale processo sia stato scoperto anche in altre specie di Caenorhabditis in cui non è presente ermafroditismo, confermandone così l'importanza della conservazione a livello evolutivo, e gli studiosi vogliono andare a fondo per capire se anche in altre specie lontane da questi nematodi possa essere presente un meccanismo biochimico che metta sessualità e longevità in correlazione diretta.

Immagini da ©Science e © WormAtlas.
Shi C, & Murphy CT (2013). Mating Induces Shrinking and Death in Caenorhabditis Mothers. Science (New York, N.Y.) PMID: 24356112

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