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Epigenetica, la memoria del DNA si trasmette alla prole

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Cos’è l’epigenetica? Ce ne parla il Prof. Valerio Orlando, docente al KAUST in Arabia Saudita, un centro di ricerca universitario di valore mondiale.

Situato sulla costa del Mar Rosso, poco oltre i confini dell’Impero Romano, ha un capitale di 32 miliardi di dollari, che è secondo solo ad Harward. Voluto fortemente dal precedente Re Abdullah, probabilmente folgorato su una via non troppo lontana a quella di Damasco, che scelse personalmente il posto.

L’acronimo sta per King Abdullah University of Science and Tecnology. Con esso il re ha voluto dare la possibilità ad un paese ancora ad economia petrolifera, di proiettarsi verso un futuro basato sulle conoscenze fondamentali. Il paradosso è che l’opera è finanziata dal ministero del petrolio per trovare delle alternative al petrolio stesso. E il complesso viaggia completamente con fonti di energia rinnovabile. E rappresenta solo la punta dell’iceberg del cambiamento, che vede 250.000 studenti, per metà donne, sovvenzionati dallo stato, andare a studiare in America e in Inghilterra, conseguendo master e phd.

Veniamo ora all’epigenetica.

Ogni essere vivente ha un suo programma genetico, che viene ereditato dai genitori. Ma il modo in cui questo programma genetico viene espresso è dato da una molteplicità di fattori, che vengono analizzati e studiati appunto da questa scienza. Parliamo di fattori ambientali, nutrizionali, stili di vita, comportamenti familiari, esperienze e quindi memoria, adattamento, ecc, che possono influenzare il fenotipo di un individuo. Formarne cioè il carattere e le attitudini in modo anche completamente diverso da quello che ci si potrebbe aspettare secondo la pura sequenza genica. Un paragone calzante può essere considerare il genoma come uno spartito musicale. Le differenti espressioni in musica sono da attribuire alle diverse interpretazioni dei vari musicisti che si trovano il medesimo spartito davanti.

Esiste il genoma ed esiste anche l’epigenoma.

Ed è proprio quest’ultimo che consente al DNA di funzionare, pur trovandosi avvolto intorno a nucleosomi a formare come una collana di perle, che rappresenta la struttura dei cromosomi, e compattato all’interno di una cellula. Una serie di proteine, enzimi, zuccheri, ecc…, costituiscono l’insieme degli strumenti necessari ad accendere o spegnere determinati geni. Tutto ciò crea un ambiente dinamico che consente alla molecola di DNA, altrimenti inerte, di dialogare con l’ambiente da un punto di vista chimico. Le variazioni del metabolismo energetico producono i componenti usati dagli enzimi per operare sull’epigenoma. E di conseguenza, accendere o spegnere i geni in funzione delle richieste ambientali. Il dibattito scientifico verte sulla trasmissibilità o meno, alla progenie, delle esperienze acquisite.

Un esperimento eseguito su due mamme ratto. Una, considerata mamma buona, si è prodigata in cure parentali, proteggendo e coccolando i figli, i quali sono cresciuti calmi e per niente o quasi attenti ai pericoli. L’altra, la mamma cattiva, li ha coccolati molto di meno, lasciandoli spesso soli, avendo la tana in un luogo più pericoloso, impervio. Costretta a passare più tempo fuori la tana per difendere i piccoli ha sfogato contro i possibili pericoli il suo atteggiamento aggressivo. Quale dei due imprinting dato alle rispettive proli garantirà loro un vantaggio competitivo? Sarà più adatta a sopravvivere la prole coccolata, ignara dei pericoli, o la prole aggressiva e attenta a guardarsi intorno? Quale sarà stato a quel punto la madre migliore?

Perché alle donne incinte si dà l’acido folico? L’acido folico, insieme alle vitamine, consente una corretta metilazione del DNA, favorendo la nascita di prole sana.

Un altro esempio di come i fattori esterni influenzino l’espressione genica indipendentemente dall’ereditarietà. Usare la terapia epigenetica per resettare Dna problematici? Gli studi stanno andando avanti. Il metabolismo energetico, essenziale per il corretto funzionamento del Dna è influenzato soprattutto dai ritmi circadiani. Il nostro orologio biologico, o meglio, i nostri, essendo presenti in tutte le cellule, sono tutti sincronizzati.

Se mangiamo cose sbagliate, ma ancor più importante, alle ore sbagliate, il nostro metabolismo cambia, influenzando negativamente l’epigenoma.

Nelle tossico-dipendenze si è visto, in via sperimentale, che è possibile alterare alcuni enzimi in maniera da cancellare la dipendenza del soggetto, oppure di renderla enormemente più grande. La possibile cura clinica è ancora ostacolata da degli effetti collaterali pesanti, ma la ricerca farmaceutica è molto attiva in tal senso. Forse la frontiera più interessante dell’epigenetica è il tema del ringiovanimento.

Il nostro Dna con il tempo si rovina, e con esso anche l’epigenoma. Alcuni scienziati hanno scoperto che inserendo dei fattori di trascrizione in alcune cellule adulte, queste sono ritornate ad essere cellule staminali. Si è quindi sperimentato il processo su tutto l’organismo di un topo, e si è visto che questo topo ringiovaniva, nei tessuti, negli aspetti fisiologici, ecc… Sarà forse possibile in futuro arrestare il processo di invecchiamento, e mantenerci abbastanza giovani fino alla tarda età?

Il Prof. Valerio Orlando ha presentato i suoi studi in una conferenza tenuta dal BrainForum al Teatro Piccolo Eliseo di Roma.

Immagini: Pixabay

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