Un gene che controlla le dimensioni delle cellule è stato identificato in un gruppo di microalghe che è alla base di un quinto delle catene alimentari mondiali.

Scienziati dell'Università dell'East Anglia (UEA) hanno scoperto un gene che regola la dimensione delle diatomee, che contribuiscono per il 20% alla produzione primaria globale nelle filiere alimentari. La scoperta potrebbe avere implicazioni per comprendere i potenziali effetti del cambiamento climatico sulle future reti trofiche.

La conoscenza dei geni che determinano la dimensione delle cellule di diatomee è stata finora limitata. Ma attraverso una combinazione di genetica inversa, evoluzione sperimentale e sequenziamento dell'RNA, il team ha identificato un controllo genetico precedentemente sconosciuto delle dimensioni delle cellule nella diatomea marina Thalassiosira pseudonana.

Prof Thomas Mock, nella Scuola di Scienze Ambientali dell'UEA, ha detto:"C'è una variazione nella dimensione delle cellule tra diverse specie di diatomee, così come la variazione osservata all'interno delle specie a causa delle condizioni ambientali o della riproduzione. Però, solo ora abbiamo iniziato a scoprire il controllo genetico delle dimensioni delle cellule, importante per comprendere il ruolo chiave delle diatomee nelle reti trofiche e come questo potrebbe cambiare in futuro".

Le dimensioni delle cellule influenzano molti aspetti della fisiologia e dell'ecologia di organismi come le alghe, dall'influenzare la superficie cellulare e quindi la capacità di assorbire i nutrienti, alle cellule più grandi che affondano più velocemente ed esportano più carbonio nell'oceano più profondo rispetto alle diatomee più piccole.

Il team ha esaminato una delle caratteristiche più caratteristiche delle diatomee:il guscio di silice chiamato frustola. I reperti fossili di diatomee mostrano che le frustole sono sopravvissute per oltre 185 milioni di anni di evoluzione e il team ha quindi ipotizzato che svolgano ruoli importanti nel successo evolutivo delle diatomee.

Il professor Mock ha dichiarato:"Abbiamo studiato l'effetto di una proteina presente nei frustoli chiamata silacidina, che si ritiene sia importante nella loro costruzione. Abbiamo modulato i livelli di questa proteina per misurare l'effetto che aveva sulla dimensione delle cellule e abbiamo scoperto che, riducendo i livelli di silacidine, le cellule di diatomee si sono ingrandite.

"Attraverso il sequenziamento dell'RNA, abbiamo anche identificato un piccolo numero di geni potenzialmente coinvolti nella dimensione delle cellule. Poiché è stato scoperto che il particolare gene responsabile della codifica della proteina silacidina nella diatomea in esame è conservato anche in diverse altre diatomee ecologicamente importanti, questi risultati ci aiutano a comprendere meglio i processi coinvolti nella plasticità delle dimensioni delle cellule. Questi dati forniscono la prima prova di una regolazione geneticamente controllata della dimensione cellulare in questa particolare diatomea e in altre che codificano il gene della silacidina nei loro genomi".

I risultati potrebbero essere significativi per comprendere gli effetti del cambiamento climatico e l'impatto che questo potrebbe avere sulle reti trofiche globali. Il professor Mock ha dichiarato:"I reperti fossili mostrano anche una relazione tra la temperatura del mare e la dimensione media delle cellule delle diatomee, quindi possiamo presumere che le dimensioni delle cellule del fitoplancton continueranno a rispondere alle mutevoli temperature globali.