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Il Sebastes (genere di pesce) è nel menu della costa dell’Oceano Pacifico, per lo più con scarso riguardo per l’origine del pesce o per quale delle 137 specie si trova nel piatto. Di solito viene identificato semplicemente come scorfano (“pesce di scoglio”) o, erroneamente, come merluzzo o dentice. Ma questo pesce apparentemente anonimo – uno dei vertebrati più longevi sulla Terra – contiene indizi sui geni che determinano la longevità e i compromessi di una vita più lunga.

I biologi dell’Università della California a Berkeley hanno confrontato i genomi di quasi due terzi delle specie conosciute di Sebastes che abitano le acque costiere intorno all’Oceano Pacifico. In uno studio pubblicato sulla rivista Science, riferiscono di aver scoperto alcune delle differenze genetiche che sono alla base della loro longevità ampiamente variabile.

Alcuni Sebastes, come i colorati Sebastes dallii, vivono per poco più di un decennio. Il più longevo del genere, Sebastes aleutianus, che vive in un’area dal Giappone alle isole Aleutine, può rimanere sul fondo del mare in acque costiere profonde e fredde per oltre 200 anni.

 

Rapida evoluzione

La loro lunga vita, per non parlare delle differenze di dimensioni, stile di vita e nicchia ecologica che gli scienziati chiamano fenotipi, si è evoluta in soli 10 milioni di anni. È una delle evoluzioni più veloci tra tutti i pesci. Per scoprire i determinanti genetici della longevità di Sebastes, i ricercatori hanno prelevato campioni di tessuto (e occasionalmente campioni di degustazione) da 88 specie e hanno sequenziato i loro interi genomi con una tecnica di sequenziamento all’avanguardia nota come Pacbio o SMRT. Hanno trovato una varietà di geni associati a un’aspettativa di vita più lunga, sebbene alcuni di questi geni implichino adattamenti per vivere più a fondo e crescere, entrambi associati a una maggiore aspettativa di vita. Tra i mammiferi, ad esempio, gli elefanti vivono più a lungo dei topi.

I risultati evidenziano anche gli svantaggi di una lunga vita, che include popolazioni più piccole, qualcosa che si vede anche nei mammiferi, con i ratti di breve durata che superano in numero gli elefanti di lunga durata.

 

Influenza reciproca

In questo studio, abbiamo identificato le cause genetiche e le conseguenze dell’adattamento all’estrema longevità“, ha affermato l’autore senior Peter Sudmant, assistente professore di biologia integrativa presso l’Università della California a Berkeley. “È molto eccitante poter guardare un gruppo di specie e vedere come il loro fenotipo è stato modellato nel tempo e i cambiamenti genetici che guidano quel fenotipo e, allo stesso tempo, come questo fenotipo si ripercuote e influenza la diversità genetica di quella popolazione”.

Sudmant riconosce che molti dei percorsi biologici che lui e il suo team hanno scoperto essere associati all’aspettativa di vita sono stati identificati in precedenza in studi genetici sulla variazione all’interno di una singola specie animale, sebbene tale studio implichi diversi nuovi geni in quei percorsi. Tuttavia, la variazione naturale all’interno di questo genere di pesci che si è irradiata attraverso l’Oceano Pacifico racchiude in modo univoco la maggior parte dei molti fattori genetici che influenzano la longevità.

Lo studio ha anche implicazioni per la comprensione dell’aspettativa di vita umana. Sudmant e i suoi colleghi hanno scoperto che le specie a vita più lunga avevano più geni immunomodulatori – in particolare, un gruppo chiamato butirofille – rispetto alle specie a vita breve. Poiché il sistema immunitario è coinvolto nella regolazione dell’infiammazione e l’aumento dell’infiammazione è implicato nell’invecchiamento umano, i risultati indicano geni che potrebbero essere presi di mira dalla terapia per ridurre i danni all’organismo legati all’età.

 

Le dimensioni e l’habitat spiegano molte variazioni

I ricercatori hanno cercato variazioni del DNA più comuni nei pesci più longevi e hanno trovato 137 variazioni genetiche associate alla longevità. Tuttavia, non tutti hanno un effetto diretto sull’aspettativa di vita. I ricercatori sono stati attenti a risolvere le variazioni genetiche che hanno permesso a Sebastes di adattarsi a maggiori profondità e crescere fino a dimensioni maggiori, poiché questi adattamenti hanno l’effetto collaterale di aumentare l’aspettativa di vita. L’acqua più profonda e più fredda rallenta il metabolismo, ad esempio, che è associato a una durata di conservazione più lunga in molti animali.

Il resto della variazione associata alla longevità ha coinvolto principalmente tre tipi di geni: un arricchimento nel numero di geni per la riparazione del DNA; variazioni in molti geni che regolano l’insulina, noti da tempo per influenzare la longevità; e un arricchimento per i geni che modulano il sistema immunitario. Più geni di riparazione del DNA possono aiutare a proteggere dal cancro, mentre più geni immunitari possono aiutare a prevenire le infezioni e il cancro.

In sostanza, alcune specie di Sebastes hanno visto allungarsi la vita semplicemente adattandosi a vivere in acque più profonde e più fresche e aumentando le loro dimensioni. Le specie più longeve, tuttavia, hanno aumentato ulteriormente la loro aspettativa di vita migliorando la riparazione del DNA, la segnalazione dell’insulina e i geni immunomodulatori.

Una scoperta intrigante, per i ricercatori e non solo, è che le specie longeve hanno un eccesso di alcuni tipi di mutazioni del DNA – in particolare, la conversione della coppia di nucleotidi CG (citosina-guanina) in TG (timina-guanina) – nota per essere accumulata in tumori con l’invecchiamento. Poiché le femmine più anziane di queste specie longeve producono la maggior parte della prole, questi insoliti cambiamenti genetici vengono trasmessi al resto della popolazione longeva.