Le differenze proteiche interspecifiche sono trascurabili? No.

Citiamo e rispondiamo a un’obiezione di alcuni pro-SA alla notizia di una differenza dell’80% tra proteine umane e di scimpanzè:

“Alcune citazioni sono chiaramente strumentali e tese a dimostrare cose indimostrabili come, ad esempio, la citazione sulla differenza della struttura proteica tra uomo e scimpanzé*: le differenze proteiche, infatti non vanno necessariamente ad inficiare la funzionalità della proteina in oggetto perché i siti attivi tendono ad essere conservati durante l’evoluzione, e questo è un concetto che dovrebbe essere noto a chiunque si occupi di biologia o medicina.

* Glazko G, Veeramachaneni V, Nei M, Makałowski W. Eighty percent of proteins are different between humans and chimpanzees. Gene. 2005 Feb 14;346:215-9.”

Siti attivi di enzimi, così come pure pathways conservate, non fanno del topo o della scimmia dei validi modelli sperimentali per l’essere umano. Vi sono certamente meccanismi condivisi che però non sono isolati, bensì inseriti in un contesto complesso. La diversità delle proteine è solo un aspetto della complessità: esistono infatti interazioni tra proteine diverse e/o con altre molecole, esiste la diversità nella regolazione e nell’espressione genica. Le pathways possono essere sì conservate ma magari è diversa la regolazione e l’interazione con altre vie. Le proteine possono anche non essere strutturalmente diverse ma può variare la loro quantità. In aggiunta, anche una minima variazione nella sequenza può comportare grandi variazioni nella conformazione, nella funzione e soprattutto nella regolazione e nell’interazione con le altre. Un banale esempio dell’importanza della regolazione lo troviamo su un recentissimo articolo apparso sulla rivista Altex, di cui riportiamo una figura ed una didascalia piuttosto eloquenti: altexglucose [1].

D’altra parte, l’ articolo che dimostra che l’80% delle proteine differisce tra uomo e scimpanzé, afferma anch’esso:

“[…] it is quite possible that a large proportion of phenotypic differences are caused by a relatively small number of regulatory mutations (King and Wilson, 1975) or major effect genes (Nei, 1987).”

Inoltre:

“Our comparison of human and chimp proteins showed that the 80% of proteins are different between humans and chimps. This comparison is biologically meaningful because even one amino acid substitution may have significant effects on phenotypic differences.[2]

Quindi, anche una singola sostituzione amminoacidica può avere effetti significativi a livello fenotipico. Da questo punto di vista, una percentuale di differenza dell’80% è enorme.

In aggiunta, vi sono differenze [3] che rendono ben poco predittivo l’animale, sia proteiche che genetiche, nei seguenti campi:
la presenza (o assenza) di certi geni.
la presenza (o assenza) di certi alleli.
il background genetico e i geni modificatori che agiscono sui geni influenzati dai farmaci o dalla malattia.
la regolazione e l’espressione dei geni.
le reti geniche.
lo splicing alternativo, che permette a un gene di formare o di contribuire a formare molte proteine diverse.
le proteine e le interazioni tra proteine.
le interazioni tra geni e proteine.
l’evoluzione di vecchi geni che li porta a svolgere nuove funzioni.
il trasferimento genico orizzontale (TGO). Il TGO avviene quando i geni di un organismo vengono incorporati in un altro organismo senza che l’organismo ricevente discenda da quello donatore. Per esempio, la resistenza agli antibiotici può avvenire mediante TGO.
le caratteristiche epigenetiche. L’epigenetica è il settore relativamente nuovo che studia i cambiamenti dell’espressione genica che possono essere ereditati e che avvengono senza modifiche della sequenza di DNA coinvolta. Per esempio, a causa di influenze ambientali, un gene regolatore può essere modificato in modo tale da attivarsi o disattivarsi permettendo a una malattia di manifestarsi.
la presenza di mutazioni geniche e cromosomiche come i polimorfismi del singolo nucleotide, le varianti del numero di copie, le duplicazioni, le inversioni, le delezioni e le inserzioni.
la possibile perdita o acquisizione di determinati geni durante l’evoluzione.
l’alterazione di geni o cromosomi.
la diversità di geni per svolgere la stessa funzione.
le differenze nelle reti di regolazione genica.
le modificazioni post-traduzionali delle proteine.

Vi sono perciò dei motivi più che fondati per ritenere appropriata la citazione dell’articolo di Glazko sulle differenze proteiche tra uomo e scimpanzé nell’ambito della critica scientifica a taluni modelli animali.

Note:

1. Chandrasekera PC, Pippin JJ. Of rodents and men: species-specific glucose regulation and type 2 diabetes research. ALTEX. 2014;31(2):157-76.

2. Glazko G, Veeramachaneni V, Nei M, Makałowski W. Eighty percent of proteins are different between humans and chimpanzees. Gene. 2005 Feb 14;346:215-9.

3. Greek R, Pippus A, Hansen LA. The Nuremberg Code subverts human health and safety by requiring animal modeling. BMC Med Ethics. 2012 Jul 8;13:16. doi: 10.1186/1472-6939-13-16.

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