In una rivelazione che sfida le nostre percezioni moderne di immunità e evoluzione, un nuovo studio dell’Università del Texas (UT) svela che le nostre difese immunitarie contro i virus affondano le radici in un passato miliardario, risalente a un’epoca ben prima della comparsa della vita multicellulare sulla Terra. Questo studio innovativo suggerisce che i meccanismi di difesa che oggi consideriamo avanzati potrebbero avere origini in organismi unicellulari che popolavano il nostro pianeta miliardi di anni fa.
Un mondo di antichi microbi
Molto prima che la vita multicellulare emergesse dalle acque primordiali, la Terra era dominata da un’ampia varietà di microbi ancestrali. Questi primitivi organismi, sebbene microscopici e relativamente semplici rispetto alla vita odierna, hanno giocato un ruolo cruciale nell’evoluzione dei sistemi di difesa che oggi caratterizzano le forme di vita complesse.
La scoperta di questi antichi microbi è avvenuta solo recentemente. Nel 2015, scienziati hanno individuato tracce del DNA di antichi microbi nelle profondità dell’oceano tra la Groenlandia e la Norvegia. Successivamente, nel 2020, le forme di vita di questi microbi – un superphylum di archaea conosciuto come Asgard – sono state coltivate con successo in laboratorio per la prima volta. Questi organismi, pur assomigliando ai batteri a prima vista, sono in realtà più strettamente legati alle forme di vita eucariotiche, come piante e animali, rispetto ai loro cugini batterici.
Il legame tra Archaea e Eucarioti
Sulla base delle sequenze genetiche analizzate, alcuni scienziati ritengono che gli archaea di Asgard e i nostri antenati eucarioti abbiano condiviso un progenitore comune circa 2 miliardi di anni fa. Questo evento evolutivo ha rappresentato una pietra miliare nella storia della vita terrestre, segnando l’inizio della diversificazione verso tutte le forme di vita complesse, inclusi animali, piante, funghi e alghe.
Un aspetto cruciale di questo processo evolutivo è stato l’integrazione di un nucleo nelle cellule ancestrali. Alcuni scienziati ipotizzano che questo nucleo potrebbe derivare dall’infezione di un virus, che ha introdotto un compartimento protettivo all’interno della cellula. Al contempo, i mitocondri potrebbero essersi originati dall’inghiottimento di un batterio antico. Tuttavia, le informazioni concrete su come questi antichi archei proteggessero se stessi dalle minacce virali e batteriche rimangono scarse, complicando la nostra comprensione di tali ipotesi.
Un nuovo sguardo alle antiche difese dai virus
Recentemente, i ricercatori dell’UT hanno intrapreso uno studio rivoluzionario utilizzando un programma di intelligenza artificiale per esaminare un ampio set di genomi di Asgard. Il loro obiettivo era identificare le antiche difese immunitarie che potrebbero aver gettato le basi per le sofisticate risposte immunitarie che osserviamo oggi.
Le scoperte sono state sorprendenti. Rispetto ai batteri, gli archaea di Asgard presentano una varietà di sistemi di difesa avanzati, molti dei quali sono presenti anche negli eucarioti. Tra questi, spicca la proteina immunitaria conosciuta come viperina, che gioca un ruolo fondamentale nel combattere le infezioni virali “silenziano” la riproduzione virale. La viperina, oggi riscontrata in tutte le forme di vita complesse sulla Terra, suggerisce che questa proteina era già presente nell’ultimo antenato comune degli archaea e degli eucarioti.
Il biologo integrativo Brett Baker, dell’UT, spiega: “Non solo gli eucarioti hanno ereditato proteine strutturali dagli Asgard, ma ora scopriamo che anche alcuni dei sistemi di difesa degli eucarioti derivano dagli Asgard.”
L’importanza degli Argonauti
Oltre alla viperina, i ricercatori hanno scoperto che quasi l’8% dei geni di difesa negli archaea di Asgard sono associati agli argonauti. Queste proteine immunitarie sono specializzate nella frammentazione del DNA per bloccare la diffusione virale. Gli argonauti sono una forma di “sistema immunitario programmabile” che si riscontra in tutti i domini della vita, dai batteri agli eucarioti.
Per testare l’efficacia di queste proteine, i ricercatori hanno trasferito le istruzioni genetiche per le viperine dai genomi degli archaea di Asgard ai batteri E. coli. Quando questi batteri sono stati esposti a un virus, hanno mostrato segni di protezione, confermando l’efficacia delle viperine nel contrastare le infezioni virali.
Pedro Leão, uno dei ricercatori principali, sottolinea: “Le infezioni virali sono state una pressione evolutiva costante sin dall’inizio della vita. Avere una difesa efficace è stato cruciale, e le soluzioni trovate da batteri e archei sono state tramandate fino a oggi.”
In un mondo dove le minacce virali sono una preoccupazione costante, comprendere l’evoluzione dei nostri sistemi di difesa potrebbe non solo illuminare il passato, ma anche guidare future innovazioni nella lotta contro le malattie infettive.
