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Incontro con Maria Furia

La drosophila: quando un moscerino fa notizia

Maria Furia illustra come i meccanismi fondamentali dell’eredità e dello sviluppo sono conservati nel corso dell’evoluzione. Così può accadere che lo studio di un semplice  moscerino possa rivoluzionare la storia della biologia.
Federica offre una sintesi dell’incontro, svoltosi nell’ambito di Come alla Corte di Federico II, ovvero parlando e riparlando di scienza.

La drosophila: quando un moscerino fa notizia

In biologia, le principali informazioni sui meccanismi fondamentali sono state per lo più ottenute in organismi semplici, utilizzati come ‘modello’. Questi organismi possono essere facilmente maneggiati e analizzati in grandi numeri, semplificano notevolmente il lavoro sperimentale e le successive analisi, e svolgono, di fatto, una funzione ‘pilota’.
Fra di essi, un ruolo del tutto particolare è rivestito dal moscerino della frutta, la Drosophila melanogaster.
Da più di un secolo la Drosophila viene infatti utilizzata nei laboratori di tutto il mondo come sistema ideale per lo studio dei processi di eredità e sviluppo. Eppure investire finanziamenti ed energie nello studio dei moscerini potrebbe sembrare un po’ stravagante, o addirittura inutile.
Cosa potrebbe esserci in comune fra un moscerino e l’uomo?

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Maria Furia
Professore di Genetica
Università degli Studi di Napoli Federico II

Perchè si sceglie la drosophila come modello?

Oltre alle motivazioni di tipo storico-scientifiche, legate alla Teoria Cromosomica dell’eredità (1902) e alla Teoria delle determinazione cromosomica del sesso (1905), vi sono anche alcune ragioni di ordine pratico. La drosophila, infatti:

• è fertile tutto l’anno;
• è prolifica: una femmina può produrre fino a mille uova;
• il suo ciclo vitale è breve: una nuova generazione si produce in dodici giorni (ovvero trenta generazioni all’anno);
• maschi e femmine si distinguono facilmente.

I cromosomi: verso la teoria della determinazione del sesso

Gli insetti hanno avuto un ruolo fondamentale nell’elaborazione delle teorie, la drosophila acquisisce una marcia in più perchè ha un basso numero di cromosomi rispetto ad altri insetti, questo è un vantaggio enorme se si considerano gli strumenti dell’epoca.
Nei maschi c’è una coppia di cromosomi diversa (xy) che è tipica del sesso maschile.
Viene formulata una teoria che sarà convalidata come la determinazione genetica del sesso più diffusa in natura, non soltanto della drosophila, ma di tanti altri organismi e soprattutto assolutamente identica agli uomini.

I cromosomi della drosophila

Nella drosophila esistono nuclei e cromosomi giganteschi rispetto alla norma.
L’esame di questi cromosomi ha fornito vantaggi e occasioni per evidenziare fenomeni diversamente non analizzabili.

L’avvento della genomica

Comincia il confronto tra le sequenze decifrate del genoma umano con quelle della drosophila. Le sequenze dei geni responsabili di malattie genetiche nell’uomo vengono raccolte nel database Homohila per confrontarle con quelle della drosophila. Si evince che il 77% dei geni responsabili di malattie genetiche nell’uomo ha un suo omologo nella drosophila, questo indica che l’insetto può essere un buon modello per studiare varie malattie.

Quando un moscerino fa la storia

Non ho fatto mai mistero della mia attrazione per le Drosofile. Non per tutte ovviamente. Sono affascinato da un fenotipo nero lucente con grandi e dolcissimi occhi bianchi (w; ele) e sono commosso da quelle rese Parkinson che zoppicano e cadono. Quelle con cui ho lavorato non posso dire fossero tanto belle ma erano potenti, questo sì. Simili a quei tipi che non mollano mai, che devi circuire un poco, con garbo, e se le cose vanno i rapporti saranno eterni.

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Ferruccio Ritossa
Professore di Genetica a riposo
Università degli Studi di Bologna

Caenorhabditis elegans: un dono della natura alla scienza

Agli inizi degli anni ‘70 la biologia molecolare moderna iniziò a cimentarsi con fenomeni biologici più complessi di quelli dei due decenni precedenti. Sydney Brenner definì con grande lucidità due grandi obiettivi della biologia negli anni a venire:

• spiegare in termini di geni e molecole come si sviluppa un intero organismo multicellulare, dall’embrione all’adulto;
• come si forma e funziona un sistema nervoso (cervello).

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Paolo Bazzicalupo
Dirigente di Ricerca Istituto di Genetica e Biofisica – CNR

Arabidopsis: anche da un’erbaccia c’è tanto da imparare

La genetica ha da sempre utilizzato organismi modello per la comprensione dei meccanismi biologici di base. Dopo Mendel e i suoi ‘famosi’ piselli, l’inizio del XXI secolo ha regalato alla comunità scientifica mondiale la sequenza del primo genoma vegetale, quello di Arabidopsis thaliana, una pianta infestante largamente diffusa nelle zone temperate dei cinque continenti.

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Stefania Grillo
Primo Ricercatore Istituto di Genetica Vegetale – CNR Portici
Luigi Monti
Professore di Genetica Agraria – Università degli Studi di Napoli Federico II

Il topo come modello evolutivo

Nell’immaginario collettivo i topi hanno una pessima fama, ma nei secoli scorsi cinesi e giapponesi amavano collezionare topi il cui mantello presentava caratteristiche particolari e, attraverso incroci ripetuti, svilupparono una serie di ‘razze’ caratterizzate da colori e pezzature inusuali. Nell’Ottocento la moda dei cosiddetti fancy mice (topi a fantasia) si diffuse anche nel mondo occidentale.
L’abate Mendel, incuriosito dal modo in cui il colore del mantello veniva ereditato attraverso le generazioni, avrebbe voluto utilizzare i topi per i suoi studi, ma il vescovo locale trovò immorale che in un monastero si effettuassero esperimenti basati su accoppiamenti sessuali e Mendel (con sollievo dei topi) scelse i piselli per formulare le sue leggi sull’eredità.

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Mario de Felice
Professore di Patologia generale
Università degli Studi di Napoli Federico II

Un piccolo pesce per la cura delle malattie

L’obiettivo principale delle bioscienze moderne è lo studio delle malattie umane mediante uno strumento complementare che permetta di studiare la formazione degli organi con le moderne tecniche della genetica, e che presenti delle patologie riconoscibili clinicamente. A trent’anni dalla nascita, il sistema modello zebrafish rimane per gran parte della comunità scientifica italiana un’entità poco conosciuta, nonostante sia diventato uno degli strumenti più importanti della ricerca biomedica contemporanea. Nome scientifico Danio rerio, originario dei fiumi del sud-est asiatico, lo zebrafish si afferma inizialmente in acquariologia grazie ad alcuni aspetti biologici – fecondità ed embriogenesi – che ne favoriranno l’avvento anche nella comunità scientifica.

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Paolo Sordino
Ricercatore Stazione Zoologica Anton Dohrn – Napoli

Scarica il dossier a cura della redazione di Come alla Corte – Edizione 2008-2009