Di Philip Cohen

Nella cosa più vicina ad una nascita vergine umana che la scienza moderna abbia mai registrato, i genetisti britannici la scorsa settimana hanno descritto il caso notevole di un ragazzo il cui corpo è derivato in parte da un uovo non fecondato. La scoperta ha fornito un raro sguardo sul controllo dello sviluppo umano e sui cambiamenti evolutivi che hanno reso il sesso essenziale per la riproduzione dei mammiferi.

La partenogenesi – lo sviluppo di una cellula sessuale femminile non fecondata senza alcun contributo maschile – è un modo normale di vita per alcune piante, insetti e persino lucertole. A volte, un uovo non fecondato di mammifero inizia a dividersi, ma questa crescita di solito non va lontano. L'”embrione” autoattivato creerà ossa e nervi rudimentali, ma ci sono alcuni tessuti, come il muscolo scheletrico, che non può produrre, impedendo un ulteriore sviluppo. Invece, diventa un tipo di tumore benigno chiamato teratoma ovarico.

Perché i mammiferi abbiano evoluto questi blocchi alla partenogenesi è fortemente dibattuto (vedi “Perché i geni hanno un genere”, New Scientist, 22 maggio 1993), ma i blocchi significano che il sesso è necessario per la riproduzione e lo sviluppo dei mammiferi.

Ora David Bonthron e i suoi colleghi dell’Università di Edimburgo hanno dimostrato che questo è solo parzialmente vero. Nel numero di questo mese di Nature Genetics (vol 11, p 164), descrivono il caso di un bambino di tre anni che chiamano FD, che ha lievi difficoltà di apprendimento e caratteristiche facciali asimmetriche, ma altrimenti sembra sano.

I genetisti hanno capito per la prima volta che FD era insolito quando hanno guardato i suoi globuli bianchi. Poiché FD è un ragazzo, le sue cellule dovrebbero avere tutte un cromosoma Y, che contiene il gene della “mascolinità”. Ma le sue cellule contengono due X, la firma cromosomica di una femmina.

Occasione, le femmine cromosomiche portano un cromosoma X con una parte del cromosoma Y che include il gene della mascolinità. Bonthron e i suoi colleghi hanno inizialmente supposto che FD fosse un esempio di questa sindrome. Ma anche quando hanno usato una tecnologia del DNA estremamente sensibile, non sono stati in grado di rilevare alcun materiale del cromosoma Y nei globuli bianchi di FD.

La vera sorpresa è arrivata quando i ricercatori hanno scoperto che la pelle del ragazzo è geneticamente diversa dal suo sangue, con la pelle che contiene i normali cromosomi X e Y di un tipico maschio. Questo indizio li ha spinti a guardare più da vicino i cromosomi X di FD. In una femmina normale, ogni cellula contiene due X diversi, uno dal padre e uno dalla madre.

I ricercatori hanno esaminato le sequenze di DNA lungo tutti i cromosomi X nella pelle e nel sangue di FD, e hanno scoperto che i cromosomi X in tutte le sue cellule erano identici tra loro e derivavano interamente da sua madre. Allo stesso modo, entrambi i membri di ciascuna delle altre 22 coppie di cromosomi nel suo sangue erano identici e derivavano interamente dalla madre.

Cosa potrebbe spiegare questa insolita miscela di genetica in una persona? I ricercatori ritengono che lo sviluppo di FD sia iniziato quando un uovo non fecondato si è autoattivato e ha iniziato a dividersi. Uno spermatozoo ha poi fecondato una delle cellule, e la miscela di cellule ha iniziato a svilupparsi come un embrione normale. Questa fusione con uno spermatozoo deve essere avvenuta molto presto, perché gli ovuli autoattivati perdono rapidamente la capacità di essere fecondati. Ad un certo punto, le cellule non fecondate devono aver duplicato il loro DNA, aumentando il loro numero di cromosomi fino a 46. Dove le cellule non fecondate hanno colpito un blocco di sviluppo, i ricercatori credono, le cellule fecondate hanno compensato e riempito quel tessuto.

I ricercatori dicono che il caso di FD dimostra che qualsiasi blocco ci sia per il successo della partenogenesi umana, le cellule non fecondate chiaramente non sono sempre disabilitate. Per esempio, queste cellule sono state in grado di creare un sistema sanguigno apparentemente normale per FD.

Il caso di FD si adatta anche alla ricerca sui topi, dove i ricercatori sono stati in grado di creare animali parzialmente partenogenetici tramite fecondazione in vitro. Azim Surani, un genetista dell’Università di Cambridge, dice che i suoi esperimenti hanno anche identificato la pelle come un tessuto in cui le cellule partenogenetiche sono solitamente escluse, presumibilmente perché hanno difficoltà a svilupparsi. Dice che queste somiglianze suggeriscono che le barriere allo sviluppo senza un padre sono state fissate presto nell’evoluzione dei mammiferi.

Gli esperimenti sui topi hanno anche dimostrato che le cellule partenogenetiche crescono più lentamente delle cellule normali e che le due possono coesistere nello stesso tessuto. La proporzione di cellule partenogenetiche in un dato tipo di tessuto può anche variare in tutto il corpo. I ricercatori ritengono che questo potrebbe spiegare perché il viso di FD è leggermente asimmetrico, con caratteristiche più piccole sul lato sinistro. Bonthron nota che una persona su poche centinaia ha una leggera asimmetria, ed è possibile che alcune di queste persone potrebbero anche essere parzialmente partenogenetiche.

Nonostante, Bonthron ritiene che casi simili siano incredibilmente rari. Molti diversi tipi di disturbi nello sviluppo precoce possono causare l’asimmetria del corpo, e la notevole genetica di FD dipendeva da una combinazione altamente insolita di circostanze che si sono verificate in una finestra temporale molto breve. “Non mi aspetto che ne vedremo mai un altro”, dice Bonthron. (vedi diagramma)