La scintilla del pensiero: come due antichi raddoppi del DNA hanno creato la diversità del cervello

Il segreto è condividere, non inventare

Un aspetto sorprendente della scoperta riguarda la funzione di questi geni duplicati. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, la maggior parte degli ohnologhi non ha sviluppato funzioni completamente nuove. Piuttosto, ha messo in atto un processo di subfunzionalizzazione: le molteplici funzioni del gene ancestrale sono state ripartite tra le sue copie. Questo processo, modellato dalla selezione per dosaggio, ha permesso a tipi cellulari originariamente simili di separarsi e specializzarsi.

Nell'anfiosso, un invertebrato marino nostro lontano parente, geni regolatori chiave mostrano un'attività diffusa e generica in molte cellule. Nei vertebrati, invece, le versioni duplicate di quegli stessi geni vengono impiegate in maniera selettiva in popolazioni cellulari diverse, contribuendo in modo decisivo a forgiare identità cellulari uniche e distinte . È come se un unico strumento multifunzione ancestrale fosse stato smontato per creare una serie di utensili specializzati, ciascuno dedicato a un compito specifico.

Un'eredità scolpita nel DNA per centinaia di milioni di anni

L'impatto di questi eventi non si è esaurito nella notte dei tempi. Il Professor Sebastian Shimeld, autore senior dello studio presso l'Università di Oxford, ha commentato: "Le nostre scoperte rivelano che due eventi di raddoppio genetico sono stati fondamentali per consentire l'evoluzione di cervelli complessi. Duplicando ogni gene nel genoma, la natura ha ottenuto la materia prima da poter riutilizzare per costruire nuovi tipi di cellule cerebrali" .

Il co-autore, Professor Peter Holland, ha aggiunto con un'immagine efficace: "Nuove cellule cerebrali avevano bisogno di nuovi geni. E non geni qualsiasi: erano i geni extra generati da un accidentale raddoppio del DNA prima che i primi pesci nuotassero nei mari" . La ricerca ha dimostrato che gli ohnologhi hanno continuato a definire nuovi tipi cellulari anche in strutture cerebrali evolute molto più di recente, come il cervelletto. Questo dimostra un effetto sistemico e prolungato, che ha potenziato l'evoluzione cellulare del cervello dei vertebrati per centinaia di milioni di anni dopo gli eventi di WGD originali .

Shimeld, S. et al., Whole-genome duplication shaped cell-type evolution in the vertebrate brain, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10629-x
Comunicato stampa dell'Università di Oxford, "Ancient genome duplications laid the foundations of complex brains," Phys.org, 10 giugno 2026.
ORA record (Oxford University Research Archive), abstract del preprint per Shimeld et al. (2025/2026).