Epigenetica e neuroendocrinologia
Il giornale Hormones and Behavior ha appena pubblicato uno Special Issue dedicato all’epigenetica intesa come lo studio dei cambiamenti del genoma senza alterazioni dirette nelle sequenze geniche (ma vedere il post di E. Bruner per approfondimenti sul termine). Qui, lo studio dei processi epigenetici e’ enfatizzato in funzione della comprensione di quanto e come l’ambiente, il cui significato piu’ esteso include fra l’altro l’esposizione ormonale, sociale e tossicologica, sia in grado di influenzare il sistema nervoso centrale ed il controllo del comportamento. Particolare interesse e’ rivolto agli effetti causati da agenti stressanti durante i primi stadi di sviluppo pre- e post-natale (e.g. nei mammiferi attraverso la placenta e le cure parentali, rispettivamente): effetti che sembrerebbero persistere anche nel lungo termine attraverso l’alterazione dell’espressione di rilevanti sequenze geniche, promotori genici e dei pattern di metilazione/acetilazione nel DNA (Harris & Seckl, 2011; Roth & Sweatt, 2011). Sarebbe l’epigenetica, quindi, la chiave per comprendere come lo stress durante lo sviluppo si associ ad una maggiore predisposizione a manifestare scompensi cardiovascolari, metabolici, neuroendocrini e psicologici emergenti dopo la maturazione sessuale, ovvero durante la vita adulta. I cambiamenti epigenetici sono contesto-dipendenti, potrebbero sopraggiungere anche oltre i primi stadi di vita o modificarsi durante il succedersi delle finestre temporali del ciclo vitale dell’individuo (Xu & Andreassi, 2011). Da un aspetto piu’ meccanicistico sulla dinamica degli effetti epigenetici si passa facilmente ad uno piu’ adattativo il quale lascia spazio allo studio ultimo delle pressioni ambientali che indirettamente agiscono sull’individuo, fin dagli stadi embrionali, tramite segnali materni e delle possibilita’di cui l’embrione predispone per decodificare l’informazione contenuta in tali segnali e attivare meccanismi di risposta che mediano l’aggiustamento fenotipico alle condizioni ambientali prevalenti. Questi studi sollevano nuove ipotesi sul potenziale conflitto bi-generazionale tra genitori e figli (Curley et al 2011). E se da un lato sembra che l’eridita’ e la programmazione fenotipica prenatale possano trasmettersi fino alla seconda e terza generazione (Dunn et al 2011), dall’altro i meccanismi molecolari alla base dell’imprinting epigenetico transgenerazionale sono ancora da chiarire (Crews 2011) e potrebbero “sfidare” le leggi della genetica Mendeliana ed i principi su cui si fonda l’evoluzione Darwiniana.
Valeria Marasco
Stavo proprio leggendo un paper su questo tema stamattina (http://champagnelab.psych.columbia.edu/docs/champ18.pdf) e quindi sono davvero colpito da questa coincidenza. Grazie per il post dunque.
Venendo al tema trattato, io credo che l´epigenetica possa “sfidare” alcuni dei principi su cui si fonda l´evoluzione darwiniana in quanto, senza troppi giri di parole, tira in ballo alcuni aspetti del lamarckismo. Quello che non mi é chiaro, tuttavia, é come in effetti ció possa avvenire in termini molecolari, o in altre parole, come si spieghino frasi come questa, tratta dal paper che ho segnalato:
“These modifications can be stable and heritable and provide a critical mechanism in cellular differentiation.”
Cioé, come é possibile ereditare le modifiche epigenetiche, se sono epigenetiche? E´semplicemente un sofisma per dire che le stesse interazioni ambientali cui sono sottoposti sia i figli che i genitori possono indurre le stesse modifiche epigenetiche? O c´é qualcosa in piú?
Mi leggeró il paper di Crews segnalato, forse aiuta a capire meglio come stanno le cose.
Molto interessante. Conosco superficialmente l’argomento e mi piacerebbe capire come e perché l’epigenesi tiri in ballo aspetti del Lamarckismo. In fondo essa non coinvolge cambiamenti diretti delle sequenze geniche, quindi tali cambiamenti (mutazione e ricombinazione) continuano ad avvenire in modo casuale come supposto dal Darwinismo.
Leggetevi questo commento sulle boom news dell’epigenetica:
Maderspacher F. 2010. Lysenko rising. Curr. Biol. 20: R835-R837
E’ un breve editoriale molto diretto e senza troppi peli sulla lingua …
Dietro a copertine e titoli sensazionalistici dei giornalisti che devono portare a casa la pagnotta, e dietro alle nomenclature accademiche spesso in stile latinorum di donabbondio, alla fine ci sono concetti ben noti e da sempre conosciuti e discussi. Certo, poi al momento della pratica il conoscere come avviene un’attivazione genetica o quali le possibili cause e conseguenze di una metilazione sono informazioni fondamentali! Ma il succo della questione tra determinismo genetico e influenze ambientali non è nulla di eccezionale. Nei decenni di eccessi integralisti e riduzionisti della genetica molecolare, mentre giornalisti e accademici vendevano fumo a tutta callara, la vera ricerca ha sempre saputo che un programma genetico non è una bibbia da interpretare alla lettera. Ma è chiaramente questo un qualcosa più difficile da vendere mediaticamente. Adesso la stampa e l’accademia sensazionalista stanno riscoprendo (o stanno facendo finta di riscoprire) concetti vecchi come il cucco, dandogli una pennellata per rivendere ciò che nuovo certo non è, come gli orologi digitali di inizio anni ’80 che adesso sono nuovamente di moda … The show must go on!
Sta per uscire questo libro:
Epigenetics
Linking Genotype and Phenotype in Development and Evolution
Edited by Benedikt Hallgrímsson and Brian K. Hall
University of California Press
(ps: grazie a Andrea Cardini per avermi suggerito questi due ottimi spunti bibliografici!)