Forse hai sentito parlare di epigenetica durante le lezioni di biologia o hai visto la serie Netflix sull'esperimento sui gemelli. Comunque sia, negli ultimi anni il termine epigenetica ha guadagnato molta portata 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 mostra che possiamo influenzare alcuni processi attraverso il nostro comportamento, la nostra dieta o attraverso l'esercizio fisico. In questo articolo ti mostreremo cos'è l'epigenetica, come l'epigenetica contribuisce alla ricerca sull'invecchiamento e cosa c'entrano i nostri nonni.
Cos'è l'epigenetica?
Prima di entrare nell'argomento, dobbiamo chiarire la definizione: L'epigenetica esplora come i cambiamenti oltre il codice genetico influenzano – un concetto che ciò che è espresso nella parte verbale “epi”, dal greco antico per “sopra” o “sopra”. L’attenzione qui non è sulle mutazioni in quanto tali, ma piuttosto sulle modifiche che determinano quanto sono attivi determinati geni nelle nostre cellule.
Un classico esempio di tali modifiche è il DNA Metilazione. Un gruppo metilico (CH3) è attaccato a sezioni specifiche del DNA. Ciò può portare ad impedire determinati processi cellulari, ad esempio bloccando la produzione di proteine. L'epigenetica è ad es.B responsabile del fatto che una cellula muscolare differisce da una cellula renale, anche se entrambe contengono esattamente la stessa sequenza di DNA.
Epigenetica – un po' più semplice
A meno che tu non abbia appena studiato biochimica, termini come metilazioni, cromatina o RNA non codificante non ti diranno davvero nulla. Non preoccuparti, ti spiegheremo l'epigenetica in modo più chiaro e utilizzeremo questa analogia per cercare di rendere comprensibili i meccanismi più complicati che stanno dietro ad essa:
Prima di tutto, dobbiamo dare un'occhiata più da vicino alle celle . Ognuna delle nostre cellule ha lo stesso filamento di DNA, il nostro materiale genetico. Questo 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 venissero “lette” contemporaneamente, si creerebbe un caos enorme. Per questo motivo, il nostro DNA è pieno di strutture chimiche che possono attivare o disattivare sezioni come gli interruttori su un controllo del volume.
Quanto sono "rumorosi" i tuoi geni?
Immagina che ogni gene nel tuo DNA abbia un controllo del volume come questo. Utilizzando questo controllo del volume, la tua epigenetica può rendere “rumorose” alcune aree in modo che il gene sia attivo o rendere “silenziose” altre aree rendendo quel gene inattivo. Questa regolazione fine viene effettuata da Metilazioni . Questi piccoli gruppi di idrocarburi determinano quanto siano “rumorose” o “silenziosi” alcune sezioni del DNA nel nostro genoma.
Un'altra possibilità sono le cosiddette modificazioni degli istoni. Gli istoni sono proteine strutturali attorno alle quali è avvolto il DNA. Molto simile ad un bigodino. Queste proteine sono influenzate anche dall’epigenetica. Se questi vengono modificati, intere sezioni del DNA possono essere più difficili da estrarre e quindi da leggere. Le parti grandi rimangono “mute” (inattive).
Come viene influenzata l'epigenetica?
Questi cambiamenti epigenetici sono influenzati da vari fattori, come l'ambiente, la dieta, lo stress e lo stile di vita. Alcune di queste "impostazioni del volume" possono anche essere trasmesse alle generazioni future, il che significa che le esperienze e le condizioni dei tuoi antenati potrebbero influenzare la tua vita avere, vale a dire quali geni nel tuo corpo sono più facili o sono più difficili da raggiungere. L’epigenetica garantisce che, nonostante le informazioni genetiche immutabili, l’accessibilità e l’uso di queste informazioni possano essere resi dinamici e adattabili.
Ciò spiega come il DNA identico in diversi tipi di cellule possa portare a funzioni e caratteristiche così diverse. Ma questo spiega anche perché i gemelli identici, che hanno esattamente lo stesso DNA, hanno caratteristiche diverse. Le impostazioni esatte dei "controlli del volume" sono individuali e possono cambiare costantemente. Questo è noto come modello epigenetico. Puoi trarne vantaggio se usi l'epigenetica o età biologica vuoi misurare.
DNA ed epigenetica – cosa si eredita?
Ogni singola cellula è composta da 46 cromosomi. Le informazioni genetiche sono memorizzate qui sotto forma di DNA. I cromosomi sono disposti a coppie, quindi in ogni cellula abbiamo 23 coppie di cromosomi. Riceviamo il 50% dei cromosomi da nostra madre e il restante 50% dal nostro padre biologico.
Fattore V Leiden: una delle malattie genetiche più comuni
Immagina che uno dei tuoi geni per un determinato argomento (in questo caso Fattore V) sia difettoso. Questo gene difettoso proviene da tuo padre, ma fortunatamente tua madre te ne ha trasmesso una copia intera. Quindi hai due geni in materia, ma uno di questi 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 diffuse in Europa. Circa uno su 20. ha un gene difettoso per il fattore V, che comporta un rischio maggiore di trombosi. Se entrambi i geni sono difettosi, si parlerà di espressione omozigote .
DNA ed epigenetica – cosa si eredita?
L'esempio con il gene del fattore V difettoso è tipico di una malattia ereditariag. L'epigenetica in questo caso non ha alcun ruolo perché l'informazione di base relativa al gene è difettosa. Per molto tempo si è creduto che ereditassimo i geni solo dai nostri genitori e acquisissimo l’epigenetica (cioè la regolazione del volume) solo in seguito. Secondo la ricerca attuale, questo non è corretto. Quindi ereditiamo anche alcune impostazioni di controllo del volume dai nostri genitori?
Il trauma può essere ereditario?
Il colore degli occhi della madre, i capelli del padre e il trauma psicologico dei nonni? Sebbene questa affermazione sia piuttosto audace, ci sono sempre più indicazioni che siamo non gli unici Ereditiamo il DNA dai nostri genitori, ma anche modelli e impronte epigenetici – nel corso di diverse generazioni.
Per restare fedeli alla nostra analogia, si presumeva 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 dell'Istituto Max Planck sono riusciti a dimostrare che i modelli epigenetici possono essere trasmessi di generazione in generazione.
È ragionevole supporre che questo sia vero anche negli esseri umani e forse nuove terapie potranno essere sviluppate da questi risultati in futuro.
L'eccesso di peso può essere ereditato?
Ora che abbiamo già visto che alcuni modelli epigenetici possono essere ereditati per diverse generazioni nei moscerini della frutta, sorge la domanda su quali effetti ciò possa avere. Da un lato si presuppone che le esperienze traumatiche possano causare cambiamenti epigenetici che vengono ereditati e compaiono nelle generazioni successive. Puoi trovare un articolo interessante ad esempio: B in questa documentazione ZDF Terra-Xplore.
Un'altra domanda è se i genitori in sovrappeso trasmettono i loro modelli epigenetici ai figli rendendoli così più suscettibili all'obesità. Anche in questo caso mancano ancora prove dirette, ma ci sono sicuramente indizi che ciò sia possibile. In uno studio sui ratti, ad esempio, B Si può constatare che l' esposizione a un pesticida (DDT = diclorodifeniltricloroetano) nelle generazioni successive comporta un 50 per cento Ne è risultata un'incidenza di obesità.
Ciò dimostra che i fattori ambientali hanno il potere di modificare i modelli epigenetici e, inoltre, di promuovere l'obesità nelle generazioni successive. Esistono anche prove che negli esseri umani la suscettibilità all’obesità è in parte ereditaria.
Conosci la tua età biologica? Il test epiAge ha la risposta.
Epigenetica ed età biologica
Ognuno di noi ha i propri modelli epigenetici e tuttavia abbiamo anche delle somiglianze. Uno dei primi a riconoscerlo è Steve Horvath. Ha affrontato la questione di come misurare l'età biologica, utilizzando epigenetica. Il ricercatore ha sviluppato l' Orologio Horvath che porta il suo nome, con il quale è possibile misurare con estrema precisione l'età biologica delle cellule.
Nel corso della nostra vita, sul nostro DNA si accumulano segni tipici. Le macchie sono caratteristiche e uguali per ogni persona. Su questa base è stato sviluppato il primo test epigenetico dell’età.
La chiave della longevità?
La scoperta dell'orologio Horvath è stata così rivoluzionaria che ha ricevuto il Premio Nobel per questo nel 2017. Per la prima volta è stato possibile misurare l’influenza che diversi parametri hanno sulla salute delle nostre cellule e sull’età. Insieme ai segni distintivi dell'invecchiamento sono state create le basi per la ricerca sull'invecchiamento epigenetico. Se riusciamo a invertire i marcatori epigenetici, potremmo essere in grado di rallentare o addirittura arrestare l’invecchiamento.
Ricercatori come il professore di Harvard David Sinclair o il milionario americano Bryan Johnson sono già un passo avanti e hanno provato alcune molecole per la riduzione dell'età (alcune su se stesse). Entrambi hanno un’età biologica significativamente più giovane e quasi ogni giorno compaiono nuovi studi sull’argomento. In uno studio sull'uomo l'età biologica è stata ridotta di ben 8 anni.
Il segreto? Nello studio, i soggetti del test hanno assunto alfa-chetoglutarato, una molecola del metabolismo energetico, . Se vuoi saperne di più, puoi saperne di più nel nostro articolo su Alfa-chetoglutarato . Sono in corso ulteriori interessanti ricerche nell'area NADmetabolismo . Anche le Sirtuine, soprannominate “geni della longevità”, sono un argomento centrale.
La combinazione con il calcio garantisce una migliore biodisponibilità dell'AKG nell'organismo.
Proteomica – il passo successivo?
DNA, epigenetica, geni della longevità – la ricerca sull'invecchiamento è piuttosto complessa. Da qualche parte in questa intricata rete di vie metaboliche si troverà la spiegazione della malattia o dell’invecchiamento stesso. Per aggiungere un altro livello, vorremmo presentarvi alla proteomica, perché senza questo campo di ricerca il nostro quadro non è completo.
Per avvicinarti alla proteomica dobbiamo introdurre una nuova analogia. La cella come armadio. Mentre l'epigenetica utilizza i controlli del volume per determinare quali geni sono attivi e quali sono inattivi, la proteomica esamina il risultato. Quali proteine (vestiti) sono nella tua cella (armadio)?
Possiamo vedere cosa succede alle proteine dopo che sono state tradotte e come interagiscono tra loro. Puoi saperne di più nel nostro articolo sulla proteomica.
