Forse avete sentito parlare di epigenetica durante le lezioni di biologia, oppure avete visto la serie Netflix sull'esperimento dei gemelli. Comunque sia, negli ultimi anni il termine epigenetica ha preso piede anche al di fuori della comunità scientifica. Sembra che il vecchio dogma secondo cui tutto è nei geni non sia più valido.
Piuttosto, la ricerca sull'epigenetica dimostra che possiamo influenzare alcuni processi attraverso il nostro comportamento, la nostra dieta o l'esercizio fisico. In questo articolo vi mostriamo cos'è l'epigenetica, come contribuisce alla ricerca sull'invecchiamento e cosa c'entrano i nostri nonni.
Che cos'è l'epigenetica?
Prima di addentrarci nell'argomento, dobbiamo chiarire la definizione: L'epigenetica è lo studio di come i cambiamenti al di là del codice genetico influenzino - un concetto espresso nella parte di parola "epi", dal greco antico per "sopra" o "su". L'attenzione non si concentra sulle mutazioni in quanto tali, ma piuttosto sulle modifiche che determinano l'attività di alcuni geni nelle nostre cellule.
Un classico esempio di tali modifiche è la metilazione del DNA. Un gruppo metile (CH3) è attaccato a sezioni specifiche del DNA. Ciò può comportare l'inibizione di alcuni processi cellulari, ad esempio l'interruzione della produzione di proteine. Epigenetics is z.B. è responsabile del fatto che una cellula muscolare differisce da una cellula renale, sebbene entrambe contengano la stessa sequenza di DNA.
Epigenetica - un po' più facile
Se non avete studiato biochimica, termini come metilazione, cromatina o RNA non codificante non vi diranno nulla. Non preoccupatevi, spiegheremo l'epigenetica in modo un po' più chiaro e cercheremo di rendere comprensibili i meccanismi più complicati che ne stanno alla base con questa analogia:
Prima di tutto, dobbiamo dare un'occhiata più da vicino alle cellule . Ogni nostra cellula ha lo stesso filamento di DNA, il nostro materiale genetico. Contiene tutte le informazioni, ad es.B. come è strutturata una cellula del muscolo cardiaco, quali proteine contiene o quali enzimi deve contenere una cellula dello stomaco per poter produrre acido gastrico e molto altro ancora. Se tutte queste informazioni dovessero essere "lette" contemporaneamente, si creerebbe un enorme caos. Per questo motivo, il nostro DNA è pieno di strutture chimiche che possono accendere o spegnere sezioni come gli interruttori di un regolatore di volume.
Quanto sono "rumorosi" i vostri geni?
Immaginate che ogni gene del vostro DNA abbia un controllo del volume come questo. Con l'aiuto di questo regolatore di volume, l'epigenetica può impostare alcune aree come "forti", in modo che il gene sia attivo, oppure impostare altre aree come "silenziose", rendendo il gene inattivo. Diese Feinjustierung wird durch Methylierungen vorgenommen. Questi piccoli gruppi di idrocarburi determinano quanto siano "rumorose" o "silenziose" alcune sezioni del DNA nel nostro materiale genetico.
Un'altra possibilità sono le cosiddette modifiche degli istoni. Gli istoni sono proteine strutturali attorno alle quali si avvolge il DNA. Molto simile a un bigodino. Queste proteine sono anche influenzate dall'epigenetica. Se queste vengono modificate, intere sezioni di DNA sono più difficili da svelare e quindi da leggere. Le parti più grandi rimangono quindi "silenziose" (inattive).
Come viene influenzata l'epigenetica?
Questi cambiamenti epigenetici sono influenzati da vari fattori, come ambiente, dieta, stress e stile di vita. Alcune di queste "impostazioni di volume" possono persino essere trasmesse alle generazioni future, il che significa che le esperienze e le condizioni dei vostri antenati potrebbero avere un impatto sulla vostra vita e su quali geni del vostro corpo sono più facili o più probabili da influenzare. sono più difficili da raggiungere. L'epigenetica garantisce quindi che, nonostante le informazioni genetiche siano immutabili, l'accessibilità e l'utilizzo di tali informazioni possano essere progettati in modo dinamico e adattabile.
Questo spiega come un DNA identico in tipi di cellule diverse possa portare a funzioni e caratteristiche così diverse. Questo spiega anche perché gemelli identici con lo stesso DNA hanno caratteristiche diverse. Le impostazioni esatte del vostro "controllo del volume" sono individuali e possono cambiare costantemente. Questo è noto come modello epigenetico. Si può trarre vantaggio da questo analizzando l'epigenetica o la biologische Alter messen will.
DNA ed epigenetica - cosa si eredita
Ogni singola cellula è composta da 46 cromosomi. È qui che vengono immagazzinate le informazioni genetiche sotto forma di DNA. I cromosomi sono disposti a coppie, in modo da avere 23 coppie di cromosomi in ogni cellula. Riceviamo il 50% dei nostri cromosomi dalla madre e l'altro 50% dal padre biologico.
Fattore V Leiden: Una delle malattie genetiche più comuni
Immaginate che uno dei vostri geni per un determinato argomento (in questo caso Fattore V) sia difettoso. Questo gene difettoso proviene da vostro padre, ma fortunatamente vostra madre ve ne ha trasmesso una copia intera. Quindi avete due geni sul soggetto, ma uno di essi è difettoso. In medicina si parla di espressione eterozigote.
Questa specifica espressione, un gene difettoso per il fattore V e uno sano, è una delle "malattie genetiche" più comuni in Europa. Circa una persona su 20 di tutte le ha un gene difettoso per il fattore V, che comporta un rischio maggiore di trombosi. Se entrambi i geni sono difettosi, si parlerebbe di espressione omozigote .
DNA ed epigenetica: cosa si eredita
L'esempio del gene del fattore V difettoso è un tipico esempio di malattia ereditaria. L'epigenetica non ha alcun ruolo in questo caso perché l'informazione sottostante relativa al gene è difettosa. Per molto tempo si è creduto che ereditassimo solo i geni dai nostri genitori e che acquisissimo l'epigenetica (cioè l'impostazione dei volumi) solo in un secondo momento. Secondo le ricerche attuali, questo non è corretto. Quindi ereditiamo anche alcune preimpostazioni del controllo del volume dai nostri genitori?
Il trauma può essere ereditato?
Il colore degli occhi dalla madre, i capelli dal padre e il trauma psicologico dai nonni? Sebbene questa affermazione sia piuttosto azzardata, è sempre più evidente che non ereditiamo solo il DNA dai nostri genitori, ma anche modelli e impronte epigenetiche - e questo per diverse generazioni.
Per rimanere nella nostra analogia: Un tempo si riteneva che le impostazioni del controllo del volume non fossero ereditabili. Le differenze nella metilazione del DNA verrebbero acquisite solo più tardi nella vita. Questa ipotesi non sembra essere corretta. In questo studio sui moscerini della frutta, gli scienziati del Max Planck Institute sono riusciti a dimostrare che i modelli epigenetici possono essere trasmessi di generazione in generazione.
È ragionevole supporre che ciò avvenga anche nell'uomo e forse da queste scoperte si potranno sviluppare in futuro nuove terapie.
L'obesità può essere ereditata?
Avendo già visto che certi modelli epigenetici possono essere ereditati per diverse generazioni nei moscerini della frutta, ci si chiede quali effetti possa avere. Da un lato, si ipotizza che le esperienze traumatiche possano causare cambiamenti epigenetici che vengono anche ereditati e si manifestano nelle generazioni successive. Qui potete trovare un interessante articolo. B. in dieser ZDF Terra-Xplore-Dokumentation.
Un'altra domanda è se i genitori in sovrappeso trasmettano i loro modelli epigenetici ai figli, rendendoli più suscettibili all'obesità. Anche in questo caso mancano ancora prove dirette, ma ci sono sicuramente indizi che indicano che ciò è possibile. In uno studio condotto sui ratti è stato possibile B. è stato scoperto che l'esposizione a un pesticida (DDT = diclorodifeniltricloroetano) ha portato a un 50% di incidenza di obesità nelle generazioni successive.
Questo dimostra che i fattori ambientali hanno il potere di cambiare i modelli epigenetici e inoltre favorire l'obesità nelle generazioni successive. Vi sono inoltre indicazioni che la predisposizione all'obesità sia in parte ereditaria nell'uomo.
Conosci la tua età biologica? Il test epiAge ha la risposta.
Epigenetica ed età biologica
Ognuno di noi ha i propri modelli epigenetici unici, eppure abbiamo anche cose in comune. Uno dei primi a riconoscerlo è Steve Horvath. Ha indagato su come si possa misurare l'età biologica, utilizzando l'epigenetica. Il ricercatore ha sviluppato l'orologio Horvath Clock che porta il suo nome e che può essere utilizzato per misurare con estrema precisione l'età biologica delle cellule.
Nel corso della nostra vita, i marcatori tipici si accumulano sul nostro DNA. I punti sono caratteristici e uguali per tutti. Su questa base è stato sviluppato il primo test epigenetico dell'età.
La chiave per la longevità?
La scoperta dell'orologio di Horvath è stata rivoluzionaria. Per la prima volta è stato possibile misurare l'influenza di vari parametri sulla salute e sull'età delle nostre cellule. Insieme agli Hallmarks of Aging è stata creata la base per la ricerca sull'invecchiamento epigenetico. Se riuscissimo a invertire i marcatori epigenetici, potremmo essere in grado di rallentare o addirittura fermare l'invecchiamento.
Ricercatori come il professore di HarvardIl professore David Sinclair o il milionario americano Bryan Johnson sono già un passo avanti e hanno testato (in parte su se stessi) alcune molecole per ridurre l'età. Entrambi hanno un'età biologica significativamente più giovane e quasi ogni giorno compaiono nuovi studi sull'argomento. In uno studio, l'età biologica degli esseri umani è stata ridotta di ben 8 anni.
Il segreto? Nello studio, i soggetti sottoposti al test hanno assunto alfa-chetoglutarato, una molecola coinvolta nel metabolismo energetico, . Se volete saperne di più, potete leggere l'approfondimento nel nostro articolo sull' Alfa-chetoglutarato . Altre interessanti ricerche sono in corso nell'area del metabolismo del NAD . Anche le sirtuine, soprannominate "geni della longevità", sono un argomento chiave.
La combinazione con il calcio garantisce una migliore biodisponibilità dell'AKG nell'organismo.
Proteomica - il prossimo passo
DNA, epigenetica, geni della longevità - la ricerca sull'invecchiamento è piuttosto complessa. In questa intricata rete di vie metaboliche si nasconde la spiegazione delle malattie o dell'invecchiamento stesso. Per aggiungere un ulteriore livello, vorremmo presentarvi la proteomica, perché il nostro quadro non è completo senza questo campo di ricerca.
Per avvicinare la proteomica , dobbiamo introdurre una nuova analogia. La cella come guardaroba. Mentre l'epigenetica usa i suoi controlli di volume per determinare quali geni sono attivi e quali inattivi, la proteomica guarda al risultato. Quali sono le proteine (capi d'abbigliamento) presenti nella vostra cellula (guardaroba)?
Possiamo vedere cosa succede alle proteine dopo la traduzione e come interagiscono tra loro. Per saperne di più, consultate il nostro articolo sulla proteomica.
