Antiche eredità per il sistema immunitario

Antropologia

Se dovessimo raccontare la storia degli incontri-scontri dei nostri antenati Homo sapiens con individui di altre specie ne uscirebbe probabilmente un racconto a più puntate, denso di intrecci e incontri fugaci che inizia quando i nostri antenati lasciarono l’Africa, circa 70.000 anni fa, alla volta dell’Europa e dell’Asia. Qui si trovarono a dividere il territorio con altre sue specie che vi abitavano da molto prima, come l‘uomo di Neanderthal e l’uomo di Denisova.
La convivenza non durò a lungo, circa 10.000 anni dicono i ritrovamenti fossili, e si concluse con il netto predominio di Homo sapiens e la scomparsa delle altre specie. Tuttavia, questa seppur breve convivenza ha lasciato segni profondi nel nostro genoma tanto da lasciarci in eredità dei geni fondamentali per la difesa del nostro organismo, ma anche potenzialmente responsabili di alcune allergie.

 

Difese antiche

L’eredità lasciata al nostro sistema immunitario da questi “incroci” è documentata in due diversi lavori pubblicati contemporaneamente sulla rivista American Journal of Human Genetics. Entrambi i lavori, seppur attraverso strade diverse, sono riusciti a individuare tre geni chiaramente derivanti dai nostri lontani cugini, tutti coinvolti in un importante meccanismo di difesa del nostro organismo. Gli studi sono stati resi possibili grazie agli incredibili strumenti della paleogenetica (che potete approfondire qui) che hanno permesso di estrarre e analizzare DNA vecchio di migliaia di anni sia dai ritrovamenti fossili di Neanderthal, sia dai minuscoli frammenti ossei appartenenti all’uomo di Denisova.
Gli autori del primo studio hanno confrontato queste sequenze primitive con l’immensa banca dati di geni umani resa disponibile grazie al 1000 Genome Project. I loro riflettori sono stati puntati fin da subito solo sui 1500 geni fondamentali per i meccanismi della risposta immunitaria innata. Tra questi, alcuni si sono mantenuti pressoché immutati nel corso del tempo, altri hanno risentito del passaggio dalla caccia e raccolta verso l’agricoltura e la pastorizia, che ha stravolto le abitudini di vita dei nostri predecessori e introdotto, inevitabilmente, nuovi stimoli per il sistema immunitario.
All’interno di questo quadro eterogeneo della variabilità genetica di questi geni, i ricercatori hanno individuato tre geni di chiara derivazione neanderthaliana, tutti codificanti per recettori di tipo Toll, TLR1, TLR6 e TLR10. Nel caso ve lo foste perso, abbiamo già parlato di questi recettori in occasione del premio Nobel a loro dedicato. Si tratta di recettori, presenti nelle cellule che pattugliano le principali vie d’accesso al nostro organismo usate dai microorganismi patogeni, che sono in grado di “captare” la presenza di virus e batteri e di dare il via alla prima risposta immunitaria disponibile, quella innata appunto. Tra i 9 recettori Toll presenti nell’uomo tre, il TLR1, il TLR 6 e il TLR10, ci sono stati lasciati in eredità dall’uomo di Neanderthal.

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Rappresentazione grafica della distribuzione dei geni per i recettori Toll di origine neanderthaliana.
Immagine: Dannemann et al./American Journal of Human Genetics 2016

Un’eredità preziosa, ma con qualche spina

Alle stesse conclusioni è arrivato contemporaneamente anche un secondo gruppo di ricerca, impegnato in uno screening del nostro genoma alla ricerca di eventuali geni ereditati da specie umane antiche. I ricercatori hanno confrontato regioni conservate nel genoma delle diverse popolazioni del mondo con il genoma dell’uomo di Neanderthal e dell’uomo di Denisova, individuando esattamente gli stessi tre geni riconducibili ai recettori Toll, due di origine neanderthaliana e uno proveniente dal cugino di Denisova.
Le varianti di questi tre geni che abbiamo ricevuto in eredità sono associate a una maggior potenza dei recettori e, di conseguenza, a una maggiore protezione dai patogeni; sono quindi arrivate fino a noi probabilmente grazie al vantaggio selettivo che hanno fornito nel corso dei millenni. Tuttavia, proprio a causa di questa sensibilità maggiore, proprio queste varianti geniche possono essere la causa della nostra predisposizione allo sviluppo di allergie.

Allergie a parte, entrambi gli studi sono concordi nel concludere che Homo sapiens ha tratto un notevole vantaggio evolutivo nell’incrocio con altre specie umane. Sia l’uomo di Neanderthal che l’uomo di Denisova, infatti, abitavano l’Europa e l’Asia molto prima dei nostri antenati e il loro patrimonio genetico si era già adattato al clima, al cibo e ai patogeni del posto. L’eredità lasciataci da questi lontani predecessori è stata perciò fondamentale per la sopravvivenza e lo sviluppo della nostra specie.

Se vuoi approfondire la storia degli Homo arcaici, puoi leggere il Come te lo spiego dedicato alla paleogenetica che trovi a questo indirizzo.

Immagine box e banner in evidenza: Neanderthal Museum

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Commenti [2]

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  1. Ermanno

    Segnalo un lapsus dell’autore dell’articolo. La paleogenetica non permette di analizzare “DNA vecchio di milioni”. Il DNA se conservato male non resiste per così tanto. I pochi esempi di ottima conservazione hanno spinto i ricercatori a sequenziate DNA antico di massimo 700.000 anni fa: Recalibrating Equus evolution using the genome sequence of an early Middle Pleistocene horse, pubblicato su Nature nel 2013.
    Questo è comunque un caso estremo. In condizioni normali di conservazione (non in regioni artiche), si stima che il DNA possa essere analizzabile per sequenziamento solo se non più antico di 50.000-100.000 anni. I casi di sequenze di DNA di campioni così antichi sono comunque meno di 10 al mondo.

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    • Silvia Reginato Autore articolo

      Gentile Ermanno, la ringrazio molto per la puntuale segnalazione. L’errore nasce da questo articolo http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8505978 (dove tuttavia si parla di campioni completamente diversi e dell’amplificazione di piccole sequenze di acido nucleico) che è stato erroneamente associato ai ritrovamenti fossili di Neanderthal e Denisova. Provvedo a correggere l’informazione data. Un cordiale saluto.

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