I geni master, che modulano l’attività di numerosi altri geni, sono affiancati da altri geni più o meno simili che possono fungere da copie di backup qualora essi vadano distrutti.
Le reti dei geni regolatori hanno una struttura analoga a quella dei sistemi che – come Google o Yahoo! – adottano la tecnica di cloud computing, ossia una costellazione di server accessori che permettono di continuare il lavoro anche nel caso in cui il server principale “cada”.

Lo afferma una ricerca condotta da biologi computazionali della Carnegie Mellon University, della Hebrew University Medical School a Gerusalemme e della Pompeu Fabra University a Barcellona coordinati da Ziv Bar-Joseph, e pubblicata sulla rivista “Molecular Systems Biology”.

In tutte le specie viventi fra il 5 e il 10 per cento dei geni, spesso chiamati geni master, produce fattori di trascrizione che attivano o silenziano numerosi altri geni. Molte malattie sono associate a mutazioni in uno o più di questi fattori di trascrizione. Tuttavia, come ha mostrato il nuovo studio, se uno di questi geni master va perduto, esistono altri geni master paralleli dotati di sequenze simili, o paraloghe, che spesso possono rimpiazzarlo influenzando gli stessi geni del primo, svolgendo una sorta di funzione di backup.

Questa struttura può spiegare alcuni risultati sperimentali alquanto singolari ottenuti di recente lavorando con geni regolatori di svariati organismi: rimuovendo uno alla volta alcuni geni master, quasi nessuno dei geni da essi controllati appariva disattivato.

In quest’ultimo lavoro, i ricercatori hanno identificato il più probabile backup di ogni gene master. Hanno infatti scoperto che rimuovendo i geni master che hanno backup molto simili, non si notavano effetti rilevanti, ma se venivano rimossi geni master con backup meno simili, l’effetto era notevole.

Ulteriori esperimenti hanno mostrato che se venivano rimossi entrambi i geni master e il loro backup immediato, gli effetti risultavano particolarmente sensibili, anche per i geni con un gene di backup simile. Quando per esempio i ricercatori hanno rimosso il gene regolatore Pdr1, non hanno rilevato una significativa diminuzione nei livelli di attivazione dei geni controllati, ma quando è stato eliminato anche il suo gene paralogo, il 19 per cento dei geni controllati da Pdr1 ha smesso di essere attivato.

“E’ estremamente raro che in natura una cellula perda sia il gene master sia il suo backup, dunque le cellule sono in un certo senso macchine davvero solide”, ha osservato Anthony Gitter, che ha partecipato alla ricerca. “Abbiamo ragione di pensare alle cellule come a sistemi computazionali robusti, che sfruttano la ridondanza nello stesso modo in cui è utilizzata nei grandi sistemi di computer, come Amazon, che continuano a funzionare a dispetto del fatto che periodicamente alcuni server ‘cadono’.”

Fonte: Le Scienze