Gli animali sui primi rami dell'albero della vita, come le meduse e le spugne di mare, sfidano le consuete convenzioni dell'invecchiamento. Alcuni mostrano capacità di rigenerare i tessuti danneggiati o mancanti, arrestare o invertire l'invecchiamento e, nel caso di almeno una specie di medusa, mostrano una forma di "immortalità". Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università della California, Davis e della Harvard Medical School esamina in dettaglio un gruppo di proteine ​​chiamate sirtuine, legate alla protezione contro il danno cellulare e l'invecchiamento, in questi animali e nel resto del regno animale. Il lavoro è stato pubblicato il 6 settembre in Biologia molecolare ed evoluzione .

David Gold, assistente professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie, UC Davis College of Letters and Science; e David Sinclair, della Harvard Medical School, si sono proposti di ricostruire l'evoluzione delle sirtuine con particolare attenzione agli animali poco studiati sui primi rami della vita.

"Il grande risultato è che c'era una radiazione di sirtuine all'inizio dell'evoluzione animale, con una notevole perdita nel tempo. Se guardi solo agli organismi modello (es. lievito, nematodi, moscerini della frutta, mammiferi) sembra che il numero di sirtuine è aumentata nel corso del tempo evolutivo. Ma descriviamo più sirtuine che non sono state riconosciute in precedenza, che si trovano principalmente nei primi animali ramificati come meduse, anemoni di mare e spugne di mare", ha detto Gold.

Il laboratorio di Sinclair ha originariamente contribuito a scoprire la connessione tra la sirtuina e l'invecchiamento nel lievito e le connessioni tra le proteine ​​della sirtuina e la longevità nei mammiferi.

"Una delle mie specialità è ricostruire l'evoluzione delle famiglie di geni su scale temporali lunghe. Quindi ho suggerito di esaminare la distribuzione delle sirtuine nei primi animali per vedere se esiste una correlazione tra le copie delle sirtuine e la loro insolita longevità", ha detto Gold.

Sono state identificate oltre 15.000 proteine ​​della sirtuina in più di 6.000 specie di esseri viventi. Le sirtuine sono coinvolte nel metabolismo della nicotinamide adenosina dinucleotide, o NAD, che svolge un ruolo centrale nel metabolismo energetico, nella riparazione del DNA e in altri processi vitali all'interno delle cellule. Sirtuine e NAD sono coinvolti in due percorsi principali, ciascuno dei quali coinvolge una proteina diversa, NAMPT o PNC1. I percorsi NAMPT si trovano nei mammiferi e nei batteri, mentre il PNC1 si trova nei moscerini della frutta, nel lievito e nei nematodi. In aggiunta a questo, la maggior parte degli eucarioti ha più versioni di sirtuin.

Le sirtuine compaiono all'inizio dell'evoluzione

Poiché sono così vitali, le sirtuine, NAMPT e PNC1 devono essere apparse molto presto nell'evoluzione della vita. Ma da allora, hanno subito molti cambiamenti e variazioni nei diversi rami della vita.

Gold e Sinclair hanno cercato proteine ​​di tipo sirtuina da diversi animali in database pubblici e le hanno assemblate su un albero evolutivo. Si sono concentrati sui primi phyla animali ramificati:Porifera (spugne di mare), Ctenophora (gelatine a pettine), Placozoa (animali simili a amebe) e Cnidaria (anemoni di mare, coralli, meduse e idre).

I ricercatori hanno scoperto diverse nuove sirtuine, principalmente nei primi animali ramificati. Hanno scoperto che l'ultimo antenato comune di tutti gli animali aveva almeno nove sirtuine. Da quel lontano tempo, c'è stato un complesso schema di guadagni e perdite. Nuovi geni sirtuinici formati da duplicazioni di vecchi. Alcune famiglie di proteine ​​sono scomparse in un lignaggio di animali, ma sono state mantenute in altri fino ai giorni nostri.

I primi animali avevano geni sia per NAMPT che per PNC1, ma questi sono più volte scomparsi dai lignaggi. Non sembra esserci alcun modello chiaro sul motivo per cui un moderno gruppo di animali ha perso o mantenuto, o perché ha alcune famiglie di proteine ​​​​sirtuine ma non altre, ha detto Gold. Né sembra esserci un legame diretto tra una particolare famiglia di sirtuin e la longevità, ha detto. Tuttavia, la scoperta di geni extra sirtuinici nei primi animali ramificati è entusiasmante e potrebbe svolgere un ruolo chiave nella loro longevità e nelle strategie uniche per la loro storia di vita.

"Non sappiamo ancora quale sia la connessione tra queste copie extra del gene sirtuin e le insolite storie di vita dei primi animali ramificati. Questo è il passo successivo", ha detto Gold. + Esplora ulteriormente

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