drosofila

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Il più celebre moscerino del mondo

Un insetto lungo tre millimetri ha permesso di svelare molti segreti della genetica e dello sviluppo dell'embrione, validi anche per l'uomo. A oltre un secolo dalla sua scoperta, la drosofila, grazie al suo rapido ciclo vitale, è ancora una star dei laboratori di tutto il mondo

Un insetto modello

Se uno studioso di genetica fosse alla ricerca di un animale che gli consentisse di fare esperimenti per verificare in poco tempo le sue ultime teorie, di che cosa avrebbe bisogno? Senz'altro di un animale di piccole dimensioni, che non occupi troppo spazio ed economico da mantenere. Per poterne disporre in quantità, questo animale dovrebbe riprodursi rapidamente in migliaia di esemplari e dovrebbe perciò avere un ciclo di vita breve, al massimo di un paio di settimane. Nello stesso tempo dovrebbe essere abbastanza evoluto da poter servire di modello anche per organismi più complessi, principalmente per l'uomo. Infatti, in questo modo si potrebbero scoprire i segreti della genetica umana facendo esperimenti sul modello animale.

Un essere vivente con tutte queste caratteristiche esiste già in natura: è il moscerino della frutta o, secondo la terminologia scientifica, la Drosophila melanogaster. Grazie alla drosofila, un insetto di appena 3 mm, la genetica ha fatto passi da gigante.

Studiarne i caratteri ereditari è stato particolarmente agevole anche perché le cellule delle sue ghiandole salivari contengono alcuni cromosomi giganti che possono essere facilmente osservati al microscopio. Per tutte queste proprietà il moscerino della frutta è diventato uno degli animali più utilizzati nei laboratori di tutto il mondo.

Un secolo da protagonista

Il primo ad accorgersi delle straordinarie proprietà della drosofila fu, all'inizio del Novecento, il biologo americano Thomas Hunt Morgan che, proprio per questi studi, ha ricevuto il premio Nobel nel 1933. I suoi primi esperimenti risalgono al 1910, quando iniziò ad analizzare i meccanismi dell'ereditarietà osservandoli nel moscerino della frutta. In questo modo scoprì che i geni sono disposti lungo i cromosomi e che sono i responsabili della trasmissione dei caratteri ereditari dai genitori ai figli.

Col tempo, la drosofila si è mostrata utile soprattutto per capire come l'attività di alcuni geni, durante lo sviluppo embrionale, determini la formazione degli organi, degli arti e di molte caratteristiche fisiche.

Altre ricerche hanno analizzato che cosa accade quando, a causa di una mutazione, i geni che regolano lo sviluppo vengono messi fuori uso.

Vecchi e nuovi orizzonti

Si è così scoperto, per esempio, che un'anomalia su un gene (quello chiamato antennapedia) faceva spuntare sulla testa del moscerino un paio di zampe al posto delle antenne. Le modifiche di altri geni, chiamati bitorax, facevano sì che il moscerino adulto si ritrovasse quattro ali invece che due. I geni coinvolti nello sviluppo delle varie parti del corpo della drosofila sono stati denominati geni omeotici. Gli studiosi hanno visto che sono attivi soltanto per il periodo necessario per orchestrare uno sviluppo corretto. Ma la cosa più sorprendente è che i geni omeotici esistono anche nei mammiferi, in particolare nell'uomo: e sono quelli che, nelle primissime fasi dello sviluppo embrionale, stabiliscono dove si troveranno la testa, le spalle, le braccia, il petto, la pancia e le gambe. Inoltre, fanno sì che il sistema nervoso centrale si suddivida nelle diverse parti di cui è formato, adatte a svolgere compiti specifici.

Nella drosofila, come nell'uomo, i geni omeotici si trovano allineati uno dopo l'altro lungo i cromosomi e si attivano in successione, seguendo una sequenza spaziale e temporale che corrisponde alla loro posizione e al loro ruolo.

Il DNA della drosofila è stato sequenziato nel 2000, un anno prima di quello umano, e dal confronto fra il nostro genoma e quello del moscerino i ricercatori si aspettano di scoprire altri dettagli del funzionamento dei geni. Infine, nel 2004, la drosofila è stata clonata (clonazione). Studiando che cosa accade ai suoi geni nel corso della clonazione, gli scienziati sperano di capire perché, quando si clonano gli animali, la maggior parte dei tentativi fallisce.