Ci sono una serie di enigmi sugli inizi della vita sulla Terra che continuano a sfuggire agli scienziati. Uno di questi era una domanda piuttosto fondamentale su come la vita ha fatto il salto da organismi unicellulari al multicellulare meraviglie che conosciamo oggi. Ricercatore Will Ratcliff al Università del Minnesota ha voluto esaminare come potrebbe essersi verificato quel processo e ha scoperto che dopotutto potrebbe non essere stato un salto così grande.
Usando Saccharomyces cerevisiae , conosciuto anche come Lievito di birra (o più ancora, la roba che fa funzionare il pane e la birra), Ratcliff ha progettato un esperimento piuttosto semplice. Il lievito, che è un fungo unicellulare, può formare colonie multicellulari come la muffa. Nel suo esperimento, Ratcliff ha messo le cellule di lievito in un mezzo altamente nutriente per crescere. Ha poi messo le provette piene del lievito in crescita in a centrifuga.
L'azione di rotazione della centrifuga ha causato la separazione del lievito, con i grappoli multicellulari più pesanti in basso e singole cellule più leggere in alto. Il team di Ratcliff ha scremato il lievito unicellulare, ha trasferito le colonie multicellulari nel terreno di coltura fresco e ha ripetuto il processo. Questo è andato avanti per 60 giorni e in quel breve tempo Ratcliff ha visto un cambiamento drammatico.
Invece di piccole colonie e singole cellule, il lievito ha iniziato a formare gruppi grandi e complessi. Neanche questi mosaici di centinaia di cellule erano semplicemente casuali. Erano gruppi di cellule geneticamente correlate che sono rimaste attaccate dopo la divisione. Ancora più eccitante, Ratcliff ha osservato che una volta che gli ammassi hanno raggiunto una dimensione critica, le cellule avrebbero iniziato a morire e l'ammasso si sarebbe rotto.
Lungi dall'essere un fallimento, questo processo di morte cellulare — chiamato apoptosi — ha rotto la colonia in pezzi più piccoli che hanno continuato a crescere. In effetti, la disgregazione delle colonie ha favorito nuove colonie, come una forma di riproduzione. Il Fondazione Nazionale della Scienza cita Ratcliff dicendo che questo processo è un'osservazione vitale:
Un cluster da solo non è multicellulare, dice Ratcliff. Ma quando le cellule di un cluster cooperano, fanno sacrifici per il bene comune e si adattano al cambiamento, è una transizione evolutiva verso la multicellularità.
L'esperimento sorprendentemente facile di Ratcliff potrebbe suggerire che il processo per raggiungere la multicellularità è molto più semplice di quanto si pensasse in precedenza. Tuttavia, il suo lavoro potrebbe avere anche un'applicazione pratica. Usando il suo record di lievito multicellulare, ha in programma di indagare quali adattamenti sono responsabili del fatto che le singole cellule diventino cooperativamente multicellulari. L'identificazione di un gene che consente questo comportamento potrebbe, ad esempio, essere utilizzata per comprendere meglio il cancro.
Ricerche future a parte, Ratcliff e il suo team hanno già ottenuto risultati notevoli. Il loro lavoro ha gettato luce su un punto di svolta critico nella storia di tutta la vita su questo pianeta.
( Fondazione Nazionale della Scienza attraverso Universo oggi , credito immagine Will Ratcliff e Mike Travisano)
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