Come ha fatto la sostanza grigia dei primi antenati umani, che consisteva in soli 0,5 litri, a diventare l’organo di ben 1,4 litri che ci ha permesso di diventare la specie così efficace che siamo ora? La risposta potrebbe stare nei tre geni NOTCH2NL, individuati tra i principali responsabili di questo accrescimento. I ricercatori hanno dimostrato come questo trio determini l’aumento di potenziali cellule nervose all’interno del tessuto cerebrale. Le proteine prodotte da questi geni avrebbero quindi influenzato un percorso molto importante nello sviluppo del nostro cervello.
L’evoluzione di NOTCH2NL
I geni discendono da un antico gene dello sviluppo che si è mutato e moltiplicato nel corso dello sviluppo. Prima di questa scoperta si pensava però che il gene coinvolto fosse uno, NOTCH2NL, il quale appartiene alla famiglia dei NOTCH, i geni che controllano lo sviluppo di qualsiasi organismo, dagli insetti, ai pesci, ai mammiferi. Due studi hanno invece mostrato come vi siano stati una serie di “incidenti genetici” che hanno portato a quattro geni NOTCH2NL (l’originale più tre copie) strettamente correlati negli esseri umani. Durante le varie sperimentazioni i ricercatori hanno notato come il percorso di NOTCH funziona in modo diverso nei modelli di di macaco e in quelli umani.
In particolare, in quelli di macaco mancava NOTCH2NL e questo ha suggerito che il gene avesse un ruolo specifico nell’evoluzione umana. È stata quindi confrontato il DNA dei vari genomi per ricostruire la storia evolutiva di NOTCH2NL. È emerso che durante la replicazione del DNA, si ipotizza 14 milioni di anni fa, sia stata fatta per errore una copia di parte del gene ancestrale NOTCH2.
Questa copia era però incompleta e quindi non funzionale, ma circa 11 milioni di anni più tardi, proprio poco prima che il cervello dei primi antenati umani iniziasse la sua espansione, fu inserito un ulteriore pezzo di NOTCH2 che rese la copia completa e quindi funzionale. Fu proprio questo evento a determinare la nascita dei geni NOTCH2NL che si trovano tutt’ora nel nostro cervello.
In seguito il gene NOTCH2NL ha subito due duplicazioni generando i tre geni NOTCH2NL tutti attivi e posizionati in fila all’estremità del cromosoma 1 umano. Le copie geniche possono costituire un’importante forza evolutiva, perché danno la possibilità di subire modifiche lasciando che una delle copie svolga indisturbata il suo lavoro. I geni che hanno un ruolo nell’evoluzione sono molti e molto complessi, di conseguenza il cambiamento è stato compiuto da molti di questi, ma alcuni sono stati più fondamentali di altri, NOTCH2NL è uno di questi.
NOTCH2NL e i disturbi neurologici
Questi geni potrebbero aiutare a spiegare come lo sviluppo del cervello potrebbe non andare a buon fine, portando quindi a disturbi neurologici.
I tre NOTCH2NL si trovano infatti all’interno della porzione del DNA che è coinvolta nell’autismo, nella schizofrenia e nella sindrome da ritardo dello sviluppo. La capacità di queste zone di essere duplicate e di subire modifiche indica un’instabilità delle sequenze, ed è proprio l’instabilità un segno distintivo di questi disturbi. Un’errata regolazione di questi geni è quindi causa di malattia.
