Tentazioni multicellulari dell’ameba

La scoperta contribuisce a chiarire alcuni passaggi evolutivi con cui dagli organismi unicellulari hanno avuto origine organismi multicellulari

Dictyostelium discoideum è un organismo unicellulare – un’ameba – che in condizioni di stress subisce una serie di transizioni che gli fanno assumere una forma di colonia multicellulare. Ora una ricerca condotta alla Stanford University ha scoperto che la sua forma multicellulare ha una struttura tissutale che finora si riteneva esistere solo in forme animali più sofisticate. Inoltre, due proteine necessarie a D. discoideum per formare questa struttura sono molto simili a quelle che svolgono la stessa funzione in animali complessi. 

La scoperta – illustrata in un articolo pubblicato su Science – contribuisce a chiarire alcuni passaggi evolutivi con cui dagli organismi unicellulari hanno avuto origine organismi multicellulari.

Questa ameba trascorre normalmente la sua vita in forma di organismo unicellulare, vivendo nel terreno, e preferibilmente nella melma, dove preda batteri. Tuttavia quando nell’ambiente inizia a manifestarsi una penuria di fonti alimentari, migliaia di queste cellule si aggregano formando una massa detta pseudoplasmodio. Una volta formatosi, lo pseudoplasmodio dà origine a una struttura, il corpo fruttifero, formata da uno stelo di pochi millimetri la cui estremità fuoriesce dalla superficie della melma in cui l’organismo vive, e diffonde spore.

Daniel Dickinson e colleghi hanno analizzato i geni di D. discoideumscoprendo che questo organismo è in grado di produrre gli omologhi di due proteine, l’alfa-catenina e la beta-catenina, che negli animali superiori aiutano a regolare la formazione del tessuto epitelio polarizzato, un tessuto specializzato, presente in particolare nelle fasi di sviluppo embrionale, ma anche in alcuni tessuti adulti, che consente uno sviluppo cellulare differenziato a seconda della localizzazione delle cellule nel tessuto stesso.

L’alfa-catenina e la beta-catenina dello pseudoplasmodio sono geneticamente e biochimicamente simili alla loro versione animale. Quando i ricercatori hanno eliminato queste proteine dalle amebe, esse hanno perso la capacità di organizzarsi correttamente.

Il tessuto epiteliale dello pseudoplasmodio ha anche un comportamento simile a quello degli animali, avendo la capacità di secrezione. Esso secerne in particolare proteine che rivestono lo stelo del corpo fruttifero conferendogli la rigidità necessaria a elevarsi e spargere in giro le spore.

“Non sappiamo se l’antico antenato dello pseudopalsmodio e degli animali fosse effettivamente in grado di formare un epitelio, ma doveva possedere l’alfa- e la beta-catenina, e possiamo ipotizzare che queste proteine abbiano avuto un ruolo di una certa importanza nell’organizzazione delle cellule”, ha osservato Dickinson.