Nuovi ambiti di conoscenza sull’origine della vita

Sappiamo che la forma di una cellula influenza la sua funzionalità e determina le sue caratteristiche chimiche e biologiche. Il nostro corpo, per esempio, è formato da circa duecento tipi di cellule diverse, per un totale di trentasette trilioni di cellule. Alcuni ricercatori si sono fatti una domanda: che forma avevano le primissime cellule all’origine della vita sul nostro pianeta?

Origine della vita: la forma delle prime cellule

La letteratura scientifica ha sempre pensato che le cellule primitive fossero sferiche. Tuttavia, in realtà, non esistono prove sperimentali a sostegno di questa convinzione. Ecco perché dei ricercatori dell’Università di Tsukuba, in collaborazione con la East China Normal University, hanno provato a mettere un po’ di ordine nella questione. Con la loro analisi hanno dimostrato che i batteri Escherichia coli cresciuti in un ambiente simile a un brodo primordiale diventano sferici.

Facciamo un passo indietro. Molto lungo. Si stima che l’ambiente primordiale sulla Terra fosse costituito da vescicole, vale a dire compartimenti cellulari a forma di sacca che si generano per gemmazione da una membrana cellulare preesistente (come succede anche nel nostro intestino) grazie a degli acidi grassi. L’acido oleico è l’acido grasso più comune in natura e può essere metabolizzato da E. coli. Il team ha quindi imitato le condizioni primordiali per far crescere sei diversi generazioni di cellule in un ambiente dove l’unico nutriente disponibile erano le vescicole di acido oleico (OAV). Un prodotto che di norma non interessa all’Escherichia (che invece va pazza per zucchero di glucosio).

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L’Escherichia coli ha una caratteristica forma a bastoncino. Nutrendosi di acido oleico cresce rapidamente e cambia forma… Non però in maniera prevedibile. Questa forma, hanno notato i ricercatori, cambia in risposta all’ambiente di riferimento. Se per esempio i nutrienti sono minori, il batterio rimane fedele all’aspetto di filamento.

La coltivazione di batteri per scoprire la forma primordiale della cellula

Il team ha quindi coltivato questi batteri in un ambiente OAV e ha scoperto che, adattandosi meglio alle nuove condizioni, le cellule crescevano più rapidamente, diventavano sferiche. In più diminuivano sia nelle dimensioni che nel rapporto area-volume rispetto alle cellule madri originali. Quando queste cellule sono state trasferite in un ambiente di glucosio, non sono tornate all’aspetto di bastoncino, ma hanno conservato la loro nuova forma sferica.

Tutte e sei le generazioni di cellule si sono evolute per adattarsi alle condizioni OAV. Due le strategie principali di mutazione. Alcune cellule hanno sviluppato mutazioni che hanno preso di mira direttamente la parete cellulare in modo che la struttura cellulare diventasse sferica. Altre si sono evolute a livello genetico, modificando il proprio RNA.

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Ciò sembra testimoniare che le prime cellule comparse sulla Terra, ossia gli elementi che immaginiamo abbiano dato origine alla vita, siano state effettivamente sferiche.