Tutto sulla mucca

Ci sono voluti sei anni e 300 scienziati di 25 paesi diversi, ma alla fine il Dna della mucca domestica di razza Herdford (Bos taurus) è sequenziato e confrontato con quello di altre 19 razze bovine e di molte specie di mammiferi. I risultati di questa ricerca colossale sono stati pubblicati su Science dal Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium e dal Bovine HapMap Consortium, costituiti da Università e Istituti di Ricerca di Stati Uniti, Canada, Nuova Zelanda, Australia ed Europa (con la partecipazione di sei istituti italiani).

La produzione e il consumo di alimenti di origine bovina ha un ruolo chiave nell’economia mondiale: solo negli Usa vengono allevate più di 94 milioni di mucche per un valore complessivo di 49 miliardi di dollari. D’altronde, le mucche hanno caratteristiche biologiche uniche come quattro stomaci, la capacità di digerire cellulosa (uno dei componenti principali del legno) e la possibilità di produrre latte altamente nutritivo e in gran quantità. Da qui l’importanza del progetto Genoma Bovino nell’ambito del quale sono state portate avanti due ricerche indipendenti e complementari.

Un primo studio di sequenziamento ha rilevato che il genoma della mucca domestica è costituito da 22.000 geni che codificano per proteine (cioè contengono le istruzioni per “costruirle”). Di questi, 14.345 sono simili a quelli di altre specie di mammiferi. Sorprendentemente, il Dna bovino è risultato più simile a quello degli esseri umani (con l’80% dei geni in comune) che non al Dna di mammiferi ritenuti più antichi (come roditori, opossum o bradipi) o maggiormente “imparentati” con le mucche (come gatti o maiali). Il confronto di 29 coppie di cromosomi non sessuali e del cromosoma sessuale X ha inoltre evidenziato la presenza di sequenze uniche all’interno del Dna della mucca domestica, soggette a rottura e inserzione di nuovo materiale genetico.

“Si tratta di zone ripetute e instabili, veri e propri punti caldi del genoma”, spiega Harris Lewin, coordinatore della ricerca presso l’Università dell’Illinois (Usa), “che portano a modificazione di geni coinvolti nella difesa immunitaria, nella riproduzione e nell’allattamento, cioè in tutti gli aspetti cruciali della biologia”. Queste sequenze duplicate sono presenti inoltre nelle cellule coinvolte nella formazione di ovociti e spermatozoi e nella produzione della caseina, importante proteina del latte. In più i ricercatori hanno trovato che la modificazione di un solo gene porta alla produzione di una proteina nel latte con proprietà antibiotiche (istaterina).

La particolare instabilità del Dna bovino – riportano gli autori – è dimostrata dal fatto che ben 1.032 geni presenti negli esseri umani mancano o sono radicalmente modificati nella mucca domestica. Questo fenomeno è, probabilmente, alla base del metabolismo unico dei ruminanti, che possono digerire la cellulosa e produrre muscoli, grasso e latte ad alto contenuto energetico a partire da una dieta pove, costituita da erba.

Il secondo studio ha preso in esame 37.470 differenze nel Dna di 497 mucche di 19 razze e aree geografiche diverse. Risultato: la variabilità genetica è inferiore a quella umana e rivela un rapido decremento della popolazione bovina rispetto a quella originaria. Secondo gli studiosi, l’elevata omogeneità genetica tra le diverse razze (il cosiddetto  “collo di bottiglia”) è legata alla domesticazione, cominciata circa 10.000 anni fa, che ha portato alla selezione di alcune tipologie di bovino e all’estinzione di altre.

Le informazioni sul genoma della mucca potrebbero avere importanti implicazioni nel campo della prevenzione delle malattie (come l’encelopatia spongiforme nota come morbo della mucca pazza) e per la produzione di latte e carne. Nel lungo termine potranno infatti consentire di ridurre al minimo le terapie farmacologiche attualmente usate per aumentare la produzione o migliorare la qualità di alimenti di origine bovina. (i.n.)

Riferimento: DOI: 10.1126/science.1173880