La fagocitosi è un processo biologico fondamentale che è cruciale per varie funzioni, tra cui l’immunità e l’assorbimento dei nutrienti. È diffuso in diversi organismi, ma la sua presenza o assenza può variare anche tra specie strettamente imparentate. Pertanto, comprendere le origini evolutive e i fattori che determinano la fagocitosi è essenziale per comprendere la diversità della vita.
Il nuovo modello, sviluppato dai ricercatori dell’Università della California, a San Diego, fornisce un potente strumento per esplorare questo argomento. Combina tecniche di apprendimento automatico con analisi evolutive per identificare i fattori chiave associati alla fagocitosi in un'ampia gamma di organismi.
Per addestrare il modello, i ricercatori hanno utilizzato un set di dati di oltre 2.500 organismi, inclusi batteri, archaea, protisti e animali. Hanno estratto informazioni genetiche, biochimiche e fenotipiche per ciascun organismo e hanno utilizzato algoritmi di apprendimento automatico per identificare modelli e caratteristiche associati alla fagocitosi.
Il modello ha previsto con successo la presenza o l'assenza di fagocitosi in diversi organismi con elevata precisione. Ha inoltre rivelato importanti eventi evolutivi e adattamenti associati all'emergenza e alla diversificazione della fagocitosi.
I ricercatori hanno identificato un insieme di 10 proteine e 10 geni fortemente associati alla fagocitosi. Queste proteine sono coinvolte in vari processi cellulari, come il rimodellamento della membrana, la dinamica del citoscheletro e le vie di segnalazione. I geni sono principalmente coinvolti nella regolazione dell'espressione delle proteine correlate alla fagocitosi.
Il modello prevede che la fagocitosi si sia evoluta in modo indipendente in diversi lignaggi, inclusi batteri, archaea, protisti e animali. Ciò suggerisce che la fagocitosi sia emersa come risultato di un’evoluzione convergente, guidata dai suoi potenziali benefici per l’assorbimento dei nutrienti e la difesa contro i patogeni.
Nel complesso, il nuovo modello computerizzato fornisce uno strumento prezioso per studiare l'evoluzione e la diversità della fagocitosi. Può aiutare a identificare potenziali organismi fagocitici, guidare le indagini sperimentali e far luce sulla più ampia storia evolutiva di questo cruciale processo biologico.
