Dagli oceani una scoperta che riscrive l’evoluzione: una microalga rivela un antico meccanismo genetico

Pubblicato su Science Advances uno studio che dimostra, per la prima volta in un organismo unicellulare, un meccanismo epigenetico di regolazione genica simile all’imprinting genomico, svelando le origini evolutive della determinazione del sesso

Napoli, 27 luglio 2026 – Un meccanismo epigenetico simile all’imprinting genomico, finora ritenuto una caratteristica esclusiva degli organismi multicellulari più complessi, è stato scoperto per la prima volta in un’alga unicellulare marina. Lo studio, realizzato dai ricercatori della Stazione Zoologica Anton Dohrn in collaborazione con l’European Molecular Biology Laboratory (EMBL) di Heidelberg (Germania), e con il supporto dell’Università di Trieste, della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati- SISSA, dell’Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – OGS, è stato pubblicato su Science Advances, tra le più autorevoli riviste scientifiche internazionali.

Una scoperta destinata ad ampliare le conoscenze sull’evoluzione della riproduzione sessuata negli organismi viventi e che identifica per la prima volta in un organismo unicellulare un meccanismo epigenetico simile all’imprinting genomico, finora ritenuto una caratteristica esclusiva di animali e piante.

La ricerca dimostra che la metilazione del DNA – una modificazione chimica del materiale genetico che regola l’attivazione o il silenziamento dei geni senza alterarne la sequenza – è determinante nel controllo dell’identità sessuale della diatomea marina Pseudo-nitzschia multistriata.

Si tratta di una microalga appartenente a un gruppo di organismi che produce circa il 20% dell’ossigeno presente nell’atmosfera terrestre, contribuendo in maniera fondamentale al funzionamento degli ecosistemi marini e ai grandi cicli biogeochimici del pianeta.

Attraverso analisi genomiche ed epigenetiche, il gruppo di ricerca ha individuato specifici profili di metilazione del DNA associati alla determinazione del sesso. Il comportamento osservato ricorda quello dell’imprinting genomico, un sofisticato meccanismo di regolazione epigenetica nel quale viene espressa soltanto una delle due copie di un gene, mentre l’altra rimane silenziata.

Fino a oggi questo tipo di regolazione era stato osservato esclusivamente negli organismi multicellulari più complessi, dove svolge un ruolo cruciale nello sviluppo embrionale, nella crescita e nella riproduzione.

La scoperta rappresenta quindi la prima evidenza di un meccanismo assimilabile all’imprinting genomico in un eucariote unicellulare, suggerendo che le basi epigenetiche della determinazione del sesso possano essersi evolute molto prima della comparsa degli organismi multicellulari.

Il lavoro apre così una nuova prospettiva sulla storia evolutiva dei sistemi che regolano la riproduzione sessuata, indicando che meccanismi molecolari considerati ‘moderni’ potrebbero avere un’origine molto più antica di quanto ipotizzato finora.

“I nostri risultati rivelano un livello di regolazione completamente nuovo nel controllo dell’identità sessuale nelle diatomee – afferma Mariella Ferrante, che ha coordinato lo studio – Aver individuato un meccanismo simile all’imprinting genomico in un organismo unicellulare modifica il quadro delle nostre conoscenze sull’evoluzione della regolazione epigenetica e conferma che questi processi hanno origini antiche”.

Oltre al valore evolutivo della scoperta, la ricerca ha importanti ricadute anche sul piano ecologico. Le diatomee rappresentano infatti uno dei gruppi più abbondanti di microalghe marine e costituiscono la base di numerose reti trofiche oceaniche. La loro attività fotosintetica contribuisce in modo determinante alla produzione di ossigeno e all’assorbimento di anidride carbonica dall’atmosfera, influenzando gli equilibri climatici globali.

“Le diatomee sono organismi fondamentali per il funzionamento degli ecosistemi marini e per la salute del pianeta – spiega Antonella Ruggiero, prima autrice della pubblicazione – Comprendere i meccanismi che regolano la loro riproduzione significa capire meglio come si formano, si mantengono e si evolvono le popolazioni naturali negli oceani. Queste conoscenze sono particolarmente importanti in un contesto di cambiamenti climatici, che stanno modificando profondamente gli ecosistemi marini”.

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