da un microbo nuovi geni, un serbatoio genetico memorizzati in virus e altri elementi genetici che sono costretti a ogni posizione geografica.

Sulfolobus islandicus, un microbo che può vivere in ebollizione acido, offre i suoi segreti ai ricercatori così abbastanza arditi da catturare dal vulcanico sorgenti calde dove prospera.
In un nuovo studio, i ricercatori riferiscono che le popolazioni di S. islandicus sono più diversificati rispetto o si pensasse nel passato, e che la loro diversità è determinata in gran parte da una zona geografica isolata.

I risultati aprono una nuova finestra sull'evoluzione della microbica , dimostrando per la prima volta che la geografia può variare altri fattori che influenzano la composizione dei geni di un organismo ospitante.

S. islandicus appartiene alla Archaea, un gruppo di singole celle di organismi che vivono in una varietà di habitat compresi alcuni dei isolati ambienti del pianeta. Una volta raggruppati con batteri, Archaea sono state classificate come un distinto dominio della vita.

Le Archaea sono molto diverse da batteri - come batteri diversi da come siamo,' University of Illinois ha affermato professore di microbiologia Rachel Whitaker, che ha guidato lo studio.

Whitaker ha speso quasi un decennio di studio caratteristiche genetiche di S. islandicus. Il nuovo studio, in Proceedings of the National Academy of Sciences, a confronto tre popolazioni di S. islandicus, da sorgenti calde nel Parco Nazionale di Yellowstone, Lassen National Park in California e il Vulcano Mutnovsky sulla penisola di Kamchatka, nella parte orientale della Russia.

L'estrema necessità fisiche di S. islandicus rendono un organismo ideale per lo studio dell'impatto di una zona geografica isolata. Si può vivere solo a temperature approccio che il punto d'ebollizione di acqua e in un ambiente che ha il pH acido della batteria. Respira ossigeno, mangia vulcanica espelle gas e acido solforico. È improbabile che può sopravvivere anche a breve distanza dalle sorgenti calde in cui si trovano.

Confrontando le caratteristiche genetiche degli individui di ciascuna delle tre località, Whitaker e dei suoi colleghi sono stati in grado di vedere in che modo ciascuno di S. islandicus popolazioni si era evoluta in quanto essi sono stati isolati gli uni dagli altri più di 900.000 anni fa.

Il pacchetto completo genetico, o genoma, di S. islandicus contiene una serie di geni che sono fondamentali condivisi tra tutti i membri di questo gruppo, con alcune lievi differenze nella sequenza di nucleotidi che definiscono i singoli geni. Ma contiene anche una parte variabile del genoma, con gruppi di geni che differiscono - talvolta drammaticamente - da un sottoinsieme, o ceppo, ad un altro.

Whitaker's team ha rilevato che la variabile del genoma in singoli ceppi di S. islandicus si sta evolvendo in un rapido tasso, con elevati livelli di variazione, anche tra due o tre soggetti nella stessa posizione.

'Alcuni pensano che questi geni variabili sono il modo in cui i microbi stanno adeguando ai nuovi ambienti,' ha detto Whitaker. 'Si otterra in un posto nuovo, se avete bisogno di una nuova funzione che necessita nella nuova sede, questo solleva una serie di geni da chi c'è o non sappiamo da chi, e ora può sopravvivere.
Abbiamo dimostrato che ciò non si verifica. '

'Questo vi dice che c'è molto più diversità di quanto si pensava,' ha detto Whitaker. 'Ogni primavera calda ha il proprio genoma e dei suoi componenti e proprio genoma si sta evolvendo in modo unico. E se ogni luogo si sta evolvendo in modo unico ognuno è diverso e c'è questa straordinaria diversità.
Voglio dire, coleotteri sono nulla rispetto alla diversità dei microbi. '

Archaea, come batteri, può trasferire geni a un altro, ma anche di ottenere nuovi geni da free-floating elementi genetici, chiamati plasmidi, o da virus che infettano le cellule e inserire i propri geni nella archaeal DNA. Che cosa ha fatto variare in genomi di S. islandicus potrebbe risalire alla plasmidi e virus, ha detto Whitaker. Ci sono anche un sacco di geni perduti, con molta variazione nei geni perso tra i ceppi.

'La maggior parte dei geni che vanno e vengono, almeno su Sulfolobus, sembrano essere virus e plasmidi,' ha detto Whitaker. I ricercatori hanno scoperto che circa un terzo della variabile erano geni specifici per una località geografica. Il virus e plasmidi che hanno prestato la loro geni di Sulfolobus in un sito sono diverse da quelle che si trovano in un altro. Inoltre, gran parte della variazione sia stata trovata in geni dedicato al microbo del sistema immunitario, il che indica che S. islandicus si sta evolvendo in gran parte in risposta alle aggressioni di agenti patogeni locali, quali i virus.

Questi risultati sfida l'idea che i microbi possono disegnare ciò che può essere necessario da un pressoché universale a disposizione di materiale genetico, detto Whitaker.
Sembra invece che S. islandicus, almeno, acquisisce nuovi geni da un serbatoio genetico molto limitato memorizzati in virus e altri elementi genetici che sono costretti ad ogni posizione geografica sulla Terra.

Fonte: University of Illinois a Urbana-Champaign