Scienziato scopre la nuova “regola della biologia”

John Tower, biologo molecolare presso la USC Dornsife, ha suggerito che, mentre gli esseri viventi generalmente preferiscono la stabilità per conservare energia e risorse, anche l’instabilità può svolgere un ruolo cruciale. Questa nuova prospettiva potrebbe rappresentare una nuova “regola della biologia”.

Una regola della biologia, talvolta chiamata legge biologica, descrive un modello riconosciuto o una verità evidente tra gli organismi viventi. Ad esempio, la regola di Allen afferma che tra gli animali a sangue caldo, quelli che vivono in aree più fredde tendono ad avere arti più corti e più spessi per conservare il calore corporeo, rispetto a quelli delle regioni più calde, che necessitano di una maggiore superficie corporea per dissipare il calore. Questa idea, formulata dallo zoologo Joel Allen nel 1877, è una delle poche ad aver ottenuto un’ampia accettazione tra gli scienziati.

Ora, John Tower, professore di scienze biologiche alla USC Dornsife, ritiene di aver scoperto un’altra regola della biologia. Ha pubblicato la sua idea il 16 maggio sulla rivista Frontiers in Aging.

La vita può richiedere instabilità

La regola di Tower sfida l’idea di lunga data secondo cui la maggior parte degli organismi viventi preferisce la stabilità all’instabilità perché la stabilità richiede meno energia e risorse. Ad esempio, gli esagoni appaiono frequentemente in natura – si pensi ai favi e agli occhi degli insetti – perché sono stabili e richiedono la minima quantità di materiale per coprire una superficie.

Tower centra la sua regola sull’instabilità, in particolare su un concetto chiamato “instabilità selettivamente vantaggiosa” (SAI), in cui una certa volatilità nei componenti biologici, come proteine e materiale genetico, fornisce un vantaggio alle cellule. Tower ritiene che la SAI sia una parte fondamentale della biologia. “Anche le cellule più semplici contengono proteasi e nucleasi e regolarmente degradano e sostituiscono le loro proteine e RNA, indicando che la SAI è essenziale per la vita“, spiega.

Secondo lui, anche la SAI gioca un ruolo chiave nell’evoluzione. Mentre le cellule svolgono la loro attività, costruendo e degradando vari componenti instabili, spiega, esisteranno in uno dei due stati: uno stato con una componente instabile presente e uno stato in cui la componente instabile è assente. La selezione naturale può agire diversamente sui due stati cellulari. “Ciò può favorire il mantenimento sia di un gene normale che di una mutazione genetica nella stessa popolazione cellulare se il gene normale è favorevole in uno stato cellulare e la mutazione genetica è favorevole nell’altro stato cellulare“, afferma. Permettere questa diversità genetica può rendere le cellule e gli organismi più adattabili.

La SAI potrebbe essere alla base dell’invecchiamento

Anche l’instabilità selettivamente vantaggiosa può contribuire all’invecchiamento. La creazione e la successiva sostituzione dei componenti instabili all’interno delle cellule comporta un costo in termini di materiali ed energia. Anche la sua scomposizione potrebbe richiedere energia aggiuntiva. Inoltre, poiché la SAI crea due stati potenziali per una cellula, consentendo ai geni normali e mutati di coesistere, se il gene mutato è dannoso, ciò potrebbe contribuire all’invecchiamento, afferma Tower.

Oltre all’evoluzione e all’invecchiamento, la SAI ha altre implicazioni di vasta portata. “La scienza ultimamente è stata affascinata da concetti come la teoria del caos, la criticità, i modelli di Turing e la ‘coscienza cellulare’“, afferma Tower. “La ricerca sul campo suggerisce che la SAI svolge un ruolo importante nella produzione di ciascuno di questi fenomeni.”

A causa della sua apparente ubiquità in biologia e delle sue implicazioni di vasta portata, la SAI potrebbe essere la più recente regola della biologia, conclude Tower.

Questa nuova prospettiva sulla biologia e la comprensione della SAI potrebbero aprire nuove strade nella ricerca biologica, offrendo una visione innovativa su come la vita utilizzi l’instabilità per evolversi, adattarsi e, paradossalmente, invecchiare.