Per la prima volta sono stati identificati i geni che determinano la complessità degli animali, o ciò che rende gli esseri umani molto più complessi di un moscerino della frutta o di un riccio di mare.

Il meccanismo segreto per cui una cellula in un animale può essere significativamente più complessa di una cellula simile in un altro animale sembra essere dovuto alle proteine ​​e alla loro capacità di controllare gli "eventi" nel nucleo di una cellula.

La ricerca, dal biochimico Dr Colin Sharpe e dai colleghi dell'Università di Portsmouth, è pubblicato in PLoS One .

Il dottor Sharpe ha detto:"La maggior parte delle persone concorda sul fatto che i mammiferi, e l'uomo in particolare, sono più complesse di un verme o di un moscerino della frutta, senza sapere veramente perché. La domanda assilla me e gli altri da molto tempo.

"Una misura comune della complessità è il numero di diversi tipi di cellule in un animale, ma si sa poco di come si raggiunga la complessità a livello genetico. Il numero totale di geni in un genoma non è un driver, questo valore varia solo leggermente negli animali multicellulari, quindi abbiamo cercato altri fattori".

Dr Sharpe e studente MRes, Daniela Lopes Cardoso ha interrogato grandi quantità di dati dai genomi di nove animali:dall'uomo e dai macachi ai vermi nematodi e al moscerino della frutta, e calcolato quanto diversi fossero ciascuno a livello genetico.

Hanno trovato un piccolo numero di proteine ​​che erano migliori nell'interagire con altre proteine ​​e con la cromatina, la forma impacchettata del DNA nel nucleo della cellula.

"Queste proteine ​​sembrano essere eccellenti candidati per ciò che sta dietro a gradi di complessità enormemente diversi negli animali, ", ha detto il dottor Sharpe.

"Ci aspettavamo di identificare i geni che interagiscono direttamente con il DNA per regolare altri geni, Ma questo non era il caso. Invece abbiamo identificato i geni che hanno interagito con la "cromatina".

"I nostri risultati suggeriscono che la maggiore capacità di alcune proteine ​​di interagire tra loro per regolare l'organizzazione dinamica della cromatina nel nucleo come componente della complessità animale".

I risultati contano, Egli ha detto, perché gli scienziati biomedici dipendono da una migliore comprensione delle malattie umane studiandole negli animali. Mentre questo ha valore, c'è una preoccupazione di fondo che un modello animale possa essere troppo semplice per essere utile, che i risultati osservati in un animale più semplice potrebbero non essere correlati a ciò che accade in un animale più complesso.

Comprendere le differenze intrinseche nel modo in cui gli animali sono organizzati a livello genetico e le limitazioni alle interpretazioni che ciò impone, fornirà una selezione più razionale di modelli animali appropriati in biomedicina.

La precedente ricerca del dott. Sharpe e del team ha scoperto che tre fattori stanno dietro alle proteine ​​prodotte da un gene - NCoR - essendo più diverse negli animali complessi come gli esseri umani rispetto a, Per esempio, Ricci di mare:

• duplicazione genica, sebbene il numero totale di geni nel genoma non vari in modo significativo, alcuni geni specifici si duplicano una o più volte, per esempio c'è un gene NCoR nel riccio di mare e due nell'uomo.
• I singoli geni spesso producono più di una proteina. L'RNA messaggero (mRNA) che collega il gene alla proteina può essere elaborato mediante "splicing" per generare una gamma di diversi mRNA, ognuno dei quali codifica un relativo, ma proteine ​​diverse. Per esempio, il gene del riccio di mare produce un solo tipo di RNA mentre nell'uomo il gene NCoR2 ne produce ben più di 30 e ognuno ha probabilmente una funzione diversa.
• La maggior parte delle proteine ​​è costituita da domini che hanno una funzione specifica. Il dottor Sharpe e il suo team hanno scoperto che il numero di domini aumenta, ancora con NCoR, da uno nei ricci di mare a tre negli esseri umani.