Scienziati della University of California, Santa Barbara hanno scoperto indizi significativi sulle origini evolutive del sistema nervoso studiando il genoma di una spugna marina, membro di un gruppo considerato tra i più antichi di tutti gli animali.

I risultati sono pubblicati nel numero del 6 giugno della rivista PLoS ONE, una rivista della Public Library of Science.

“Si scopre che le spugne, che non hanno sistemi nervosi, hanno la maggior parte dei componenti genetici delle sinapsi”, ha detto Todd Oakley, co-autore e assistente professore nel Dipartimento di Ecologia, Evoluzione e Biologia Marina alla UC Santa Barbara.

“Ancora più sorprendente è che le proteine della spugna hanno ‘firme’ che indicano che probabilmente interagiscono tra loro in modo simile alle proteine nelle sinapsi di esseri umani e topi”, ha detto Oakley. “Questo spinge indietro le origini di questi componenti genetici del sistema nervoso a o prima dei primi animali – molto prima di quanto gli scienziati avessero precedentemente sospettato.”

Quando si analizza qualcosa di così complesso come il sistema nervoso, è difficile sapere da dove cominciare, ha spiegato Ken Kosik, autore senior e co-direttore dell’UCSB’s Neuroscience Research Institute, che detiene la Harriman Chair in Neuroscience Research.

I primi neuroni e sinapsi apparvero oltre 600 milioni di anni fa negli “cnidari”, creature conosciute oggi come idra, anemoni di mare e meduse. Al contrario, le spugne, il più antico gruppo animale conosciuto con rappresentanti viventi, non hanno neuroni o sinapsi. Sono animali molto semplici senza organi interni.

“Guardiamo al periodo evolutivo tra le spugne e gli cnidari come al periodo in cui il sistema nervoso è nato, circa 600 milioni di anni fa”, ha detto Kosik.

Ha spiegato che il gruppo di ricerca ha fatto una lista di tutti i geni espressi in una sinapsi nell’uomo, poiché le sinapsi incarnano il sistema nervoso. Le sinapsi sono coinvolte nella comunicazione cellulare, nell’apprendimento e nella memoria. In seguito, i ricercatori hanno cercato di vedere se qualcuno dei geni delle sinapsi era presente nella spugna.

“Questo è stato quando la sorpresa ha colpito”, ha detto Kosik. “Abbiamo trovato molti geni per creare un sistema nervoso presenti nella spugna”. Il team di ricerca ha anche trovato prove che dimostrano che questi geni lavoravano insieme nella spugna. Il modo in cui due delle proteine interagiscono, e la loro struttura atomica, assomigliano al sistema nervoso umano.

“Abbiamo trovato questa misteriosa struttura sconosciuta nella spugna, ed è chiaro che l’evoluzione è stata in grado di prendere questa intera struttura, e, con piccole modifiche, dirigere il suo uso verso una nuova funzione”, ha detto Kosik. “L’evoluzione può prendere questi componenti ‘off the shelf’ e metterli insieme in modi nuovi e interessanti.”

L’articolo può essere trovato su http://www.plosone.org/doi/pone.0000506.