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Un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) ha come oggetto l’analisi del DNA di un batterio per ricostruire gli spostamenti dell’Homo Sapiens. Si tratta di uno studio realizzato da un team internazionale di scienziati, tra cui Silvia Ghirotto e Andrea Brunelli del Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie di Unife. Il batterio, l’Helicobacter pylori, è uno dei batteri più studiati in gastroenterologia, responsabile di alcuni casi di ulcera gastrica e di rari tumori allo stomaco. Grazie a questo studio, l’Helicobacter pylori, un parassita presente nello stomaco di due terzi della popolazione mondiale, potrebbe diventare anche insolito testimone della storia evolutiva dell’umanità. Il team di ricercatori è riuscito a studiare i processi evolutivi e demografici umani analizzando il DNA batterico di H. pylori. Unendo, così, la medicina e l’archeologia, Unife segue le orme di un batterio.

<<Il legame tra questo batterio e la nostra specie è molto antico>>, racconta Silvia Ghirotto, <<La prima infezione documentata infatti è avvenuta in Africa circa centomila anni fa, prima che i nostri antenati lasciassero il continente per colonizzare il resto del mondo. Il batterio è stato quindi presente nei nostri stomaci durante tutta la nostra storia evolutiva, e durante tutte le migrazioni e interazioni tra popolazioni che hanno visto protagonista la nostra specie. Come conseguenza di questa straordinaria e antica relazione fra ospite e parassita, abbiamo che la variabilità genetica del batterio riflette quella del suo ospite. La struttura e la diversità genetica di H. pylori, infatti, mima quella umana che si evidenzia studiando il nostro DNA>>.

Una ricerca d’eccezione: Unife sulle orme del batterio

Lo studio si basa sull’analisi di più di 500 campioni di Helicobacter pylori provenienti da biopsie gastriche di individui da 16 diverse popolazioni asiatiche e americane.

<<Sfruttare il DNA batterico come marcatore genetico della storia evolutiva umana>>, spiega Andrea Brunelli, <<oltre a essere affascinante, può rivelarsi fondamentale per la ricostruzione del nostro passato in tutte le quelle situazioni in cui il DNA umano non abbia un sufficiente potere risolutivo. Come nel caso dell’America, in cui la storia recente di conquista e migrazione dall’Europa e dall’Africa rende difficoltoso lo studio genetico dei processi evolutivi che hanno riguardato le popolazioni native>>.

Seguendo le orme di H.pylori, in questo studio, gli scienziati hanno dunque aggiunto importanti tasselli a due grandi migrazioni del passato, quelle che hanno portato i nostri antenati a popolare rispettivamente l’Asia e l’America circa 13000 anni fa. Informazioni preziose che sono in accordo con i dati raccolti fino a oggi con gli studi di archeologia. 

Una nuova popolazione batterica?

<<Studiando le sequenze di H. pylori provenienti da popolazioni siberiane abbiamo notato come fossero diverse da qualsiasi altra popolazione batterica conosciuta fino a questo momento>>, spiega la prof.ssa Ghirotto. <<Ci siamo resi conto di aver identificato una popolazione nuova, che abbiamo chiamato hpSiberia. Tale popolazione ha un’origine recente, dovuta a fenomeni di mescolamento genetico tra due popolazioni batteriche differenti, una tipica dell’Asia Centrale, e l’altra del Sudest Asiatico. I nostri modelli statistici hanno evidenziato che tale fenomeno può essere accaduto durante l’ultima glaciazione, quando le popolazioni umane si sono ritirate in quelli che vengono chiamati “rifugi glaciali”, ristrette aree geografiche rimaste accessibili durante la glaciazione. Durante questo contatto tra diverse popolazioni è plausibilmente avvenuta la formazione di questa nuova popolazione batterica, che oggi è diffusa in tutta l’Asia Centrale e la Siberia>>.

Gli stessi modelli statistici sono poi stati applicati allo studio del processo di colonizzazione dell’America, evidenziando che le attuali popolazioni del Nord e Sud America derivano da un singolo processo di colonizzazione, avvenuto circa 13.000 anni fa, quando lo stretto di Bering era libero dai ghiacci e quindi poteva essere attraversato dall’uomo. <<Per la prima volta in questo studio sono stati applicati dei modelli statistici di inferenza demografica all’analisi del DNA di un parassita per studiare la storia evolutiva del suo ospite. Questo approccio potrà essere esteso ad altri sistemi biologici che coevolvono con la nostra specie, permettendo di fare chiarezza su aspetti cruciali che riguardano il nostro passato>>, conclude la professoressa Ghirotto.