Ricercatori dell´Università di Chicago hanno stimato che le mutazioni genetiche si verificano 5, 25 volte più spesso negli individui maschi che nelle femmine. La scoperta potrebbe mettere a tacere le questioni sollevate da recenti studi che si interrogavano sul ruolo dominante che il maschio gioca nella produzione di mutazioni nell´evoluzione molecolare.

I loro studi, pubblicati sul numero 11 di Nature, mostrano anche che queste mutazioni sono causate principalmente da errori casuali che occorrono nel corso delle divisioni delle cellule, piuttosto che da fattori ambientali.

"La mutazione è l´ultima fonte di variazione" ha riferito Wen-Hsiung Li, professore nel dipartimento di ecologia ed evoluzione all´Università di Chicago. "I vostri ed i miei antenati hanno accumulato differenti mutazioni, che sono parte della ragione per cui noi e voi sembriamo diversi".

Per più di mezzo secolo, gli scienziati hanno creduto che la principale fonte di nuove mutazioni si trovasse nella linea maschile. Ma due studi recenti – uno condotto dal Whitehead Institute (2000) e l´altro dall´International Human Genome Sequence Consortium (2001) - suggeriscono che il tasso di mutazione femminile, o mutazione alfa, è addirittura in rapporto di solo 2-a-1, un drastico decremento rispetto alle prime stime. Le indagini sono supportate da una lunga serie di esami condotti tra umani e scimmie.

Li ed il suo assistente professor Makova, hanno studiato parte del locus DAZ, una sequenza genetica non codificata presente sul cromosoma 3 e sul cromosoma Y. I ricercatori hanno trovato un basso tasso di mutazione femminile quando hanno posto a confronto specie strettamente relazionate, che coinvolgevano un più ristretto lasso di tempo evoluzionistico. Per esempio, nell´analizzare gli umani, gli scimpanzé ed i gorilla, hanno notato che alfa è solo 1.4, il che suggerisce un tasso di mutazione minima nei maschi piuttosto che nelle femmine.

Per specie meno strettamente relazionate, che secondo Li, meglio rappresentano la tendenza generale sul lungo periodo evoluzionistico, alfa è sempre alto.

Lo studio condotto dal Whitehead Institute ha comparato unicamente sequenze strettamente relazionate di specie che evidenziarono le prime divergenze dopo il momento in cui gli umani e gli scimpanzé si separarono, circa 5 milioni di anni or sono.

"Un problema di questo studio è che hanno usato un´errata genealogia genetica" sostiene Makova. "Infatti, è inappropriato utilizzare specie strettamente relazionate a causa del polimorfismo degli antichi nucleotidi". Questo significa che al tempo della differenziazione, si erano già verificate mutazioni accumulatesi sul cromosoma 3. Ma il cromosoma Y, che non possiede virtualmente polimorfismo, non ha iniziato ad accumulare errori fino al momento della differenziazione. "Quando si considera il polimorfismo dell´antico-nucleotide, alfa si accresce drasticamente."

Lo studio del Consortium non ha corretto le mutazioni multiple che si sono accumulate nello stesso sito. Li e Makova hanno corretto l´errore statistico.

Non vi sono solo due recenti stime significativamente inferiori delle prime, ma sono anche inferiori delle stime di alfa nei carnivori, come cani, gatti e uccelli, Questo confligge con l´ipotesi degli effetti del tempo di generazione, che suggeriscono che l´orologio molecolare corre più rapido in un organismo con un tempo di generazione più corto, poiché esso ha dovuto sottostare ad un maggior numero di divisioni cellulari per unità di tempo. Così, per esempio, i roditori hanno un orologio molecolare più rapido di quello umano.

"Ci saremmo aspettati che alfa fosse maggiore nei primati che nei carnivori ed uccelli, poiché nei primati si ha una differenza maggiore nel numero di divisioni cellulari tra cellule uovo e cellule spermatiche che nei carnivori e negli uccelli" ha riferito Makova. "In questo modo, le due nuove stime non avrebbero senso".

Lo studio di Li e Makova è il primo ad aver calcolato il tasso di mutazione maschile e femminile, senza utilizzare il cromosoma X. "Abbiamo in questo modo intuito che un alfa alto potrebbe essere dovuto alla riduzione nel tasso di mutazione di X piuttosto che di un elevato tasso in Y" notano nel loro rapporto. Così in questo studio, i ricercatori hanno paragonato il cromosoma Y ad un autosoma –un cromosoma asessuale- eliminando nel contempo il fattore X.

"Questo è una prova indipendente del dominio del maschio nella produzione di mutazioni per l´evoluzione molecolare" dice Makova.

Lo studio suggerisce altresì che le mutazioni sono "condotte dalla riproduzione" – causate cioè principalmente dalla divisione delle cellule e non da fattori ambientali. Dal momento che le divisioni cellulari sono continue nel corso della vita di un uomo, le sue cellule spermatiche staminali accumulano costantemente errori, o mutazioni. In contrasto, ci sono solo 24 divisioni cellulari che si verificano nella cellula uovo di una donna, la maggior parte delle quali hanno luogo prima della nascita.

Dal momento che le mutazioni nelle cellule spermatiche si accumulano con l´età dell´uomo, può l´orologio biologico correre più rapidamente per l´uomo che per la donna? Si, ma non è qualcosa per cui valga la pena preoccuparsi, secondo Li.

"Il tasso di mutazione è molto lento, e l´incremento nelle mutazioni in un individuo maschio non sarebbe apprezzabile" dice "perfino se il tasso fosse doppio o triplo".

La maggior parte delle mutazioni non hanno effetto sulla salute o sulla sopravvivenza del soggetto, ma si accumulano semplicemente all´interno del proprio patrimonio genetico, secondo Li. "Questo poiché più del 90% del genoma umano non è codificato. Ma le mutazioni –buone, cattive o neutrali- si accumulano nel genoma di una specie – sia esso un uccello, una scimmia o un umano."