Gli scienziati hanno scoperto un meccanismo di difesa finora sconosciuto con cui gli anemoni di mare si difendono dai virus, rivelando che l’evoluzione dei sistemi immunitari animali potrebbe essere molto più diversificata di quanto si credesse. La nuova strategia di difesa si basa su una proteina che assomiglia molto a una delle più importanti proteine antivirali umane, ma che svolge una funzione opposta pur essendo essenziale per proteggere l’animale dalle infezioni. I risultati suggeriscono che l’evoluzione abbia prodotto più di una strategia efficace per combattere i virus nel regno animale.
La ricerca, condotta dal dottorando Ton Sharoni e dal professor Yehu Moran dell’Università Ebraica di Gerusalemme in collaborazione con scienziati dell’Università della Carolina del Nord a Charlotte, è stata pubblicata su Nature Ecology & Evolution . Essa mette in discussione l’idea, a lungo consolidata, che gli animali abbiano ereditato un unico sistema antivirale di base da un antenato comune e indica invece molteplici soluzioni evolutive per resistere alle infezioni virali.
Un antico animale offre nuovi indizi sull’immunità
I virus hanno rappresentato una minaccia per gli organismi viventi nel corso della storia evolutiva. Negli esseri umani e in altri vertebrati, una delle principali difese antivirali dell’organismo si basa su una proteina chiamata MAVS. Quando viene rilevato un virus, la MAVS contribuisce ad attivare il sistema immunitario affinché possa rispondere all’infezione.
Per indagare sull’età di questo sistema di difesa, i ricercatori hanno studiato gli anemoni di mare. Questi antichi animali marini si sono separati dalla linea evolutiva che ha portato all’uomo più di 600 milioni di anni fa. Essendo stretti parenti di coralli e meduse, gli anemoni di mare offrono agli scienziati una preziosa opportunità per comprendere le prime fasi dell’evoluzione dell’immunità animale.
Durante lo studio, il team ha scoperto una proteina precedentemente sconosciuta che hanno chiamato CARDIB (CARD Inhibitor Binding protein). Inizialmente, CARDIB sembrava straordinariamente simile a MAVS, il che ha portato i ricercatori a credere che potesse svolgere lo stesso ruolo antivirale riscontrato negli esseri umani.
Quell’ipotesi si è presto rivelata infondata.
“Tutto ciò che riguardava CARDIB suggeriva che dovesse funzionare come MAVS”, ha affermato il professor Yehu Moran, capo del Dipartimento di Ecologia, Evoluzione e Comportamento dell’Università Ebraica. “Invece, abbiamo scoperto che fa esattamente il contrario. Anziché attivare le difese antivirali, CARDIB normalmente le sopprime.”
Una proteina sorprendente che protegge rallentando il sistema immunitario.
La scoperta ha immediatamente sollevato un interrogativo importante: perché un animale dovrebbe sopprimere deliberatamente la propria risposta immunitaria?
Per scoprirlo, i ricercatori hanno utilizzato la tecnica di editing genetico CRISPR per rimuovere il gene CARDIB dagli anemoni di mare prima di esporli ai virus.
I risultati sono stati inaspettati. Gli anemoni di mare privi di CARDIB sono diventati molto più suscettibili alle infezioni. I virus si sono moltiplicati più rapidamente, gli animali non sono riusciti ad attivare correttamente le loro difese antivirali e la loro capacità di combattere le infezioni è diminuita drasticamente.
“I risultati sono stati completamente controintuitivi”, ha affermato Sharoni. “Sebbene CARDIB agisca come un freno sul sistema immunitario in condizioni normali, questo freno si è rivelato essenziale per innescare un’efficace risposta antivirale.”
Nel complesso, gli esperimenti hanno dimostrato che gli anemoni di mare si affidano a un meccanismo antivirale fondamentalmente diverso da quello utilizzato dagli esseri umani, sebbene entrambi i sistemi contengano componenti molecolari dall’aspetto sorprendentemente simile.
L’ambiente naturale conferma la scoperta
I ricercatori volevano inoltre determinare se questa via immunitaria appena identificata avesse rilevanza anche al di fuori delle condizioni di laboratorio attentamente controllate.
Per rispondere a questa domanda, degli anemoni di mare geneticamente modificati sono stati trasferiti da acquari di laboratorio a mesocosmi marini all’aperto, alimentati con acqua estuariale naturale, nella Carolina del Sud. Ciò ha esposto gli animali all’ampia varietà di virus e microrganismi presenti nel loro ambiente naturale.
La differenza è diventata evidente nel giro di pochi giorni. Gli anemoni di mare privi di CARDIB e dei geni antivirali correlati accumulavano una quantità di virus sostanzialmente maggiore rispetto agli animali non modificati. I ricercatori hanno anche scoperto che un gene immunitario che sembrava solo moderatamente importante nei test di laboratorio diventava chiaramente importante in condizioni ambientali naturali.
“Questo ha dimostrato che il percorso che abbiamo scoperto non è semplicemente un fenomeno di laboratorio”, ha affermato Moran. “Svolge un ruolo cruciale nell’aiutare questi animali ad affrontare le sfide virali che incontrano in natura.”
Molteplici soluzioni evolutive per combattere i virus
I risultati suggeriscono che l’evoluzione non si sia concentrata su un’unica strategia antivirale universale. Al contrario, diversi gruppi di animali potrebbero aver sviluppato indipendentemente sistemi molecolari distinti per rilevare i virus e impedirne la diffusione.
“Sia gli esseri umani che gli anemoni di mare hanno bisogno di protezione dai virus, ma questo studio dimostra che l’evoluzione può organizzare queste difese in modi fondamentalmente diversi”, ha aggiunto Moran.
La ricerca sottolinea inoltre l’importanza di guardare oltre i tradizionali animali da laboratorio. Organismi antichi come gli anemoni di mare possono preservare innovazioni evolutive che rimarrebbero nascoste se gli scienziati si concentrassero solo su esseri umani, topi e altre specie comunemente studiate.
Mentre i ricercatori continuano a esplorare la straordinaria diversità della vita, scoperte come questa rivelano che l’evoluzione ha ripetutamente trovato modi inaspettati per risolvere alcune delle sfide più fondamentali della biologia
Abstract
Come sia nata l’immunità antivirale negli animali è una questione centrale nella biologia evolutiva. In questo studio, utilizzando l’anemone di mare Nematostella vectensis , abbiamo identificato CARDIB , un gene precedentemente non caratterizzato, situato accanto a RLRb , un omologo dei cnidari della famiglia dei recettori RIG-I-like dei vertebrati. Questo legame genomico conservato negli Antozoi rivela un antico accoppiamento tra il riconoscimento e la regolazione immunitaria. Nonostante la somiglianza di sequenza con MAVS dei vertebrati, CARDIB svolge una funzione opposta: reprime i geni immunitari in condizioni basali, ma è essenziale per la loro attivazione in seguito a un’infezione virale. CARDIB si lega a RLRb attraverso un singolo dominio CARD, formando un complesso repressivo. La perdita di uno qualsiasi dei due geni abolisce la trascrizione antivirale, interrompe l’apoptosi e aumenta la carica virale in condizioni di laboratorio. Entrambi i geni, così come il di RLRb, paralogo RLRa , sono essenziali per la difesa antivirale in condizioni fisiologiche. L’analisi filogenetica colloca i CARD dei cnidari in una posizione distinta rispetto alle famiglie RLR-MAVS dei vertebrati, rivelando un antico meccanismo che regola la risposta antivirale attraverso la segnalazione basata sui CARD.
Materiale fornito dall’Università Ebraica di Gerusalemme . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Ton Sharoni, Adrian Jaimes-Becerra, Sydney Birch, Hee-Jin Kwak, Daria Aleshkina, Magda Lewandowska, Joachim M. Surm, Hannah Justin, Reuven Aharoni, Adam M. Reitzel, Yehu Moran. An ancient anthozoan protein reveals an alternative evolutionary path of antiviral signalling. Nature Ecology, 2026; DOI: 10.1038/s41559-026-03112-3
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