L’evoluzione e la divergenza sociale Le forze evolutive che danno forma all’ecologia e all’evoluzione nei microorganismi impegnati in interazioni sociali sono state studiate da un’iniziativa finanziata dall’UE. Questo lavoro aiuterà gli scienziati a sfruttare il loro enorme potenziale da usare nel campo della biotecnologia. Cambiamento climatico e Ambiente © Shutterstock Le conoscenze sulla diversità genetica dei microbi in natura e sul modo in cui essa è correlata con la divergenza fenotipica, come i tratti sociali, sono molto limitate. Il problema è stato affrontato dal progetto MICROSOCIOGENOMYX (Quantifying the roles that evolutionary forces play in shaping genomic and social divergence in natural populations of the cooperative bacterium Myxococcus xanthus). Lo scopo era quantificare il modo in cui l’evoluzione influenza la divergenza genomica e sociale nelle popolazioni naturali del modello cooperativo del mixobatterio, Myxococcus xanthus. Il ricercatore ha identificato e quantificato le forze che danno forma alla biogeografia e alla diversità sociale del mixococco su diverse scale spaziali, da corpi fruttiferi fino a interi continenti. Il ricercatore ha usato un sequenziamento di prossima generazione per esaminare l’evoluzione nel modello cooperativo che vive sul terreno e mostra un comportamento auto-organizzato in risposta a segnali ambientali. Il lavoro è cominciato esaminando una collezione di isolati naturali per avere una comprensione più chiara della genetica in diversità riscontrata nel M. xanthus. Le tendenze di sostituzione genetica sono state esaminate tra gli isolati naturali e la selezione e la deriva genetica quantificate rispetto a un tasso di mutazione standard di riferimento. Questo è stato stimato a seconda della sequenza genomica di un’ampia collezione di ceppi evoluti in laboratorio del M. xanthus. Associando gli esami del potere di accumulo di mutazione e il sequenziamento di prossima generazione è stato ottenuto il tasso di mutazione più preciso mai raggiunto fino a oggi per il M. xanthus. Gli schemi fenotipici pubblicati in precedenza in isolati strettamente imparentati sono stati collegati a dati per tutto il loro genoma allo scopo di determinare il meccanismo molecolare alla base della diversità sociale. Le mutazioni candidate sono state testate direttamente mediante la costruzione di cloni isogenici in laboratorio. I genomi di molti isolati naturali sono stati sequenziati e assemblati. I dati risultanti sono una preziosa risorsa e permetteranno di capire meglio la base genetica dei diversi aspetti delle interazioni sociali e della loro ecologia ed evoluzione. Comprendono la sciamatura, lo sviluppo multicellulare, lo sfruttamento e il controllo dello sfruttatore negli isolati mixobatterici naturali. Inoltre è stato dimostrato che per la prima volta strumenti molecolari sviluppati per ceppi di laboratorio di M. xanthus possono essere usati per manipolare i genomi di isolati naturali in genere. Questo permetterà lo studio di relazioni genotipo-fenotipo su larga scala. Queste tecniche si stanno applicando adesso a gruppi più naturali e per identificare obiettivi generali (e potenzialmente paralleli) di evoluzione molecolare. MICROSOCIOGENOMYX permetterà di capire meglio i microbioti in natura, permettendo di usare il loro potenziale nel ciclo dei nutrienti, nella bonifica del terreno e nel controllo degli insetti infestanti. Parole chiave Batteri cooperativi, Myxococcus xanthus, mixobatterio, biogeografia, diversità sociale, sequenziamento di prossima generazione, sostituzione genetica, fenotipo
