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La prole dei vermi eredita la longevità anche senza i geni
I minuscoli vermi del suolo C. elegans , quando vengono date mutazioni che li fanno vivere più a lungo, trasmettono quel tratto anche quando la loro progenie non eredita le mutazioni che allungano la vita. I risultati, pubblicati oggi online in Natura , presentano una versione moderna dell'ereditarietà lamarckiana, in cui le caratteristiche acquisite possono essere trasmesse alla prole senza modifiche al codice genetico.
Marchi di Matusalemme: Le regioni luminose mostrano segni chimici sul genoma di C. elegans identici a quelli degli antenati con mutazioni che aumentano la durata della vita, anche se questo discendente non ha la mutazione.
Sebbene resti ancora molta ricerca da fare, il nuovo studio solleva la possibilità allettante che se la nonna praticasse la restrizione calorica, che influenza l'espressione dei geni che migliorano la longevità, i suoi discendenti potrebbero trarne beneficio.
L'ereditarietà avviene attraverso l'epigenetica: alterazioni non nella sequenza codificante del DNA (quelle onnipresenti A, T, C e G) ma nei cambiamenti chimici che influenzano l'espressione dei geni. Uno di questi cambiamenti coinvolge gli istoni, proteine che agiscono come bobine per i lunghi filamenti di DNA di una cellula. Alcuni dei geni della longevità più noti, quelli appartenenti alla famiglia Sir2, producono proteine che alterano gli istoni.
L'anno scorso, Anne Brunet di Stanford e colleghi hanno riferito che un altro complesso proteico, chiamato ASH-2, altera anche gli istoni in C. elegans , riconfigurando il complesso istone-DNA in uno stato aperto che promuove l'espressione genica. Le carenze di ASH-2 estendono la durata della vita del worm fino al 30%.
Brunet afferma che ciò è probabile perché, senza questa proteina, il DNA è in una configurazione chiusa e meno accessibile al macchinario cellulare che consente l'espressione dei geni. I geni dell'invecchiamento potrebbero non essere così [altamente] espressi, il che può aiutare a prolungare la durata della vita, dice.
Nel nuovo lavoro, il dottorando di Brunet, Eric Greer , ha bloccato le tre proteine chiave che compongono il complesso ASH-2 mutando i loro geni. Come previsto, i vermi hanno vissuto più a lungo, in genere, sette giorni in più oltre la loro durata di vita in laboratorio di 20. Quindi Greer ha allevato i vermi mutati con vermi normali fino a quando i loro discendenti non avevano più le mutazioni. Tuttavia, la progenie viveva ancora più a lungo, così come i loro discendenti: anche se i loro geni per le proteine chiave erano normali, persisteva una memoria epigenetica di longevità. Di conseguenza, il loro DNA è stato arrotolato e i loro presunti geni dell'invecchiamento sono stati messi da parte.
L'ereditarietà epigenetica transgenerazionale è un'area di molte controversie, afferma Emma Whitelaw, uno scienziato dell'Università di Adelaide, che non era coinvolto nella ricerca. Questo studio stimolerà i ricercatori che lavorano con altri organismi modello a prendere più seriamente la nozione di eredità epigenetica transgenerazionale.
Non è ancora chiaro in che misura si applicheranno i risultati sulla longevità. Piace C. elegans , gli animali dal lievito all'uomo hanno una versione di ASH-2. Tuttavia, gran parte della ricerca sull'invecchiamento negli invertebrati deve ancora essere replicata in animali più complessi.
Questa non è la prima volta che gli scienziati hanno dimostrato che un tratto acquisito può essere trasmesso attraverso le generazioni, come postulava Jean-Baptiste Lamarck due secoli fa. UN studio del 2003 ha dimostrato che quando un topo femmina mangia cibi che metilano il DNA, influisce sul colore del pelo della sua progenie e su altri tratti. UN carta 2010 hanno scoperto che quando i topi maschi mangiavano diete ricche di grassi, facevano ingrassare le loro figlie e davano loro il diabete di tipo 2. Altro carta 2010 hanno scoperto che la modifica del metabolismo del colesterolo nei topi maschi attraverso la dieta alterava il colesterolo e i lipidi della loro prole. In ogni caso, non sono state coinvolte mutazioni del DNA, solo un tratto che il genitore ha acquisito e trasmesso. Whitelaw lo chiama una memoria molecolare dell'esperienza dei genitori.