Un virus gigante rivela un gene del canale del potassio legato alle origini di proteine complesse
Ricercatori della TU Darmstadt e della H-BRS identificano un canale ionico tandem funzionale all'interno di un virus delle alghe marine.
Di Letizia Giugliano
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Un virus a DNA che infetta le alghe marine porta un gene funzionante per un canale del potassio tandem, secondo uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences. La scoperta indica i virus giganti come attori attivi nell'evoluzione strutturale delle proteine cellulari.
Un anello evolutivo mancante nel controllo della membrana cellulare
I canali del potassio tandem svolgono ruoli biologici cruciali nelle cellule umane, spostando gli ioni potassio attraverso la membrana cellulare per stabilizzare la tensione elettrica e controllare l'attivazione delle cellule nervose. A differenza dei canali del potassio più semplici presenti nei batteri, le varianti tandem collegano direttamente tra loro due subunità che formano i pori. Questa struttura unica ha a lungo lasciato perplessi i biologi, perché le forme ancestrali non erano mai emerse nei genomi batterici.
Ora, la ricerca riportata da Phys.org rivela che un virus delle alghe contiene un gene che codifica un canale tandem funzionale noto come Kpov. Il lavoro è stato condotto da un team internazionale che comprende il Dipartimento di Biologia della TU Darmstadt e il Dipartimento di Scienze Naturali della Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences (H-BRS).
«I nostri esperimenti mostrano che questo gene codifica una proteina con le proprietà funzionali di un canale del potassio.»
— Dr. Oliver Rauh, H-BRS
Origine virale anziché materiale cellulare rubato
Molti geni virali hanno origine quando un virus assorbe frammenti di codice genetico dal suo ospite. I ricercatori hanno testato le relazioni evolutive del nuovo canale e hanno osservato il modello opposto: il gene mostra segni di origine virale diretta anziché essere stato sottratto all'alga ospite.
I test di laboratorio hanno confermato l'attività pratica della molecola. Dr. Oliver Rauh, ricercatore nella rete CytoTransport della Fondazione tedesca per la ricerca presso la H-BRS, ha osservato che gli esperimenti di laboratorio mostrano che il gene codifica una proteina con le proprietà funzionali di un canale del potassio. Gerhard Thiel, professore di biologia alla TU Darmstadt, ha dichiarato che le prove sostengono una prospettiva in cui i mimivirus giganti hanno svolto un ruolo centrale nell'evoluzione delle proteine negli organismi superiori.
Strumenti molecolari e applicazioni biotecnologiche
La scoperta rafforza l'idea che i grandi virus a DNA fungano da serbatoi naturali di macchinari funzionali per il trasporto di ioni. Nello stesso virus delle alghe, gli scienziati avevano precedentemente identificato un canale ionico sensibile alla luce che è diventato uno strumento fondamentale nell'optogenetica, un campo riconosciuto con un Premio Nobel.
Sebbene nello studio non sia stata divulgata alcuna domanda di brevetto o deposito commerciale, la scoperta di canali ionici naturalmente ottimizzati fornisce una base per l'innovazione biologica. Tali geni dei canali ampliano il catalogo molecolare disponibile per la biologia sintetica e la ricerca cellulare, dimostrando che l'invenzione strutturale in natura non era confinata alla vita cellulare.
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