Una stella marina a Mauritius. Credito:Alain Feulvarch/Wikipedia
Ricerca degli accademici della Queen Mary University of London School of Biological and Behavioral Sciences, pubblicata su BMC Biology , ha rivelato la storia evolutiva di un ormone che controlla la maturazione sessuale negli esseri umani.
Durante la pubertà i nostri corpi subiscono cambiamenti per cui il corpo di un bambino matura in un corpo adulto capace di riprodursi sessualmente. In alcune persone, tuttavia, l'inizio della pubertà è ritardato e l'analisi genetica di questa condizione ha fornito informazioni sui meccanismi ormonali che controllano la maturazione sessuale. Così, nel 2003 è stato scoperto che l'inizio della pubertà è innescato dal rilascio di un ormone nel cervello (un neuroormone) noto come kisspeptina, che poi esercita i suoi effetti legandosi a una proteina nota come recettore della kisspeptina. Ma quando hanno avuto origine la kisspeptina e il suo recettore nella storia evolutiva della vita sulla terra?
Per rispondere a questa domanda, i genomi di diversi tipi di animali invertebrati sono stati analizzati per cercare geni che codificano per proteine correlate al recettore della kisspeptina umana. Ciò ha rivelato la presenza di geni che codificano per i recettori di tipo kisspeptina in diversi tipi di invertebrati, inclusi molluschi (es. lumache), anellidi (es. lombrichi) ed echinodermi (es. stelle marine). Sulla base di questa scoperta, i ricercatori hanno concluso che la kisspeptina e il suo recettore devono aver avuto origine almeno mezzo miliardo di anni fa in un antenato comune dei Bilateria, animali che mostrano simmetria bilaterale durante il loro ciclo di vita, che includono la maggior parte degli animali sulla terra . Inoltre i ricercatori hanno scoperto che, a differenza degli esseri umani che hanno un solo gene del recettore della kisspeptina, alcuni animali come le stelle marine hanno molti geni che codificano per i recettori di tipo kisspeptina, mentre altri animali come gli insetti non ne hanno a causa della perdita di geni durante la loro storia evolutiva .
Per studiare ulteriormente il significato funzionale della presenza di una famiglia allargata di geni che codificano per i recettori di tipo kisspeptina nelle stelle marine, la specie europea comune Asterias rubens è stata selezionata come modello sperimentale. Sorprendentemente, questa specie ha undici geni che codificano per proteine correlate al recettore della kisspeptina umana e quattro geni che codificano per diciannove molecole simili alla kisspeptina che si legano e attivano uno o più degli undici recettori di tipo kisspeptina.
La dott.ssa Nayeli Escudero Castelán, che ha contribuito allo studio come parte del suo dottorato di ricerca. studi alla Queen Mary University di Londra, ha spiegato come è stata svolta questa parte dello studio:
"I geni che codificano per i recettori di tipo kisspeptina delle stelle marine sono stati clonati in modo che potessero essere espressi in cellule che producono luce quando una molecola si lega e attiva uno dei recettori. In questo modo siamo stati in grado di scoprire le molecole simili a kisspeptina che agiscono come ligandi per sei degli undici recettori di tipo kisspeptina nelle stelle marine."
La sorprendente scoperta di un sistema di segnalazione chimica così complesso nelle stelle marine ha fornito nuove informazioni sulla storia evolutiva della kisspeptina. I risultati indicano che l'antenato comune degli animali bilateri avrebbe avuto almeno due tipi di kisspeptine, uno dei quali sembra essere andato perso nella stirpe dei vertebrati che include gli esseri umani.
Inoltre, le stelle marine e la loro specie hanno evoluto in modo unico molecole correlate alla kisspeptina note come SALMFamidi, neuroormoni scoperti per la prima volta nelle stelle marine oltre trent'anni fa, molto prima della scoperta della kisspeptina come ormone della pubertà negli esseri umani.
Maurice Elphick, professore di Fisiologia e neuroscienze animali e autore principale dello studio, ha dichiarato:"Ho scoperto le SALMFamidi nelle stelle marine quando ero uno studente di dottorato presso la Royal Holloway University di Londra e l'Università della Florida negli anni '80, quindi è mi fa particolarmente piacere sapere che molti anni dopo abbiamo scoperto i recettori a cui si legano queste molecole e la loro relazione con l'ormone della pubertà kisspeptina."
Quindi quali sono le funzioni delle molecole di tipo kisspeptina nelle stelle marine? La ricerca in corso sta affrontando questa domanda per indagare se ci sono prove di un ruolo evolutivamente antico delle kisspeptine come regolatori della riproduzione sessuale nelle stelle marine. Tuttavia, sono già state ottenute prove di ruoli in altri processi biologici per le SALMFamidi, che regolano l'insolito comportamento di alimentazione extra-orale delle stelle marine innescando l'eversione dello stomaco fuori dalla bocca. Pertanto, gli studi zoologici stanno cambiando la nostra prospettiva sulla kisspeptina come ormone della pubertà negli esseri umani, rivelando la sua complessa storia evolutiva e fornendo nuove intuizioni sulle sue funzioni e relazioni con le molecole scoperte in altri animali. + Esplora ulteriormente
