La nuova ricerca suggerisce che le informazioni epigenetiche, che si trovano sopra il DNA e normalmente vengono ripristinate tra le generazioni, sono più frequentemente trasmesse dalla madre alla prole di quanto si pensasse in precedenza. Lo studio, condotto da ricercatori del WEHI (Melbourne, Australia), amplia significativamente la nostra comprensione di quali geni hanno informazioni epigenetiche trasmesse da madre a figlio e quali proteine sono importanti per controllare questo processo insolito.
L’epigenetica è un campo della scienza in rapida crescita che studia come i nostri geni vengono attivati e disattivati per consentire a un insieme di istruzioni genetiche di creare centinaia di diversi tipi di cellule nel nostro corpo. I cambiamenti epigenetici possono essere influenzati da variazioni ambientali come la nostra dieta, ma questi cambiamenti non alterano il DNA e normalmente non vengono trasmessi dai genitori alla prole.
Sebbene un piccolo gruppo di geni “imprintati” possa trasportare informazioni epigenetiche attraverso le generazioni, fino ad ora è stato dimostrato che pochissimi altri geni sono influenzati dallo stato epigenetico della madre. La nuova ricerca rivela che la fornitura di una specifica proteina nell’uovo della madre può influenzare i geni che guidano il modello scheletrico della prole.
Il ricercatore capo, la professoressa Marnie Blewitt, ha affermato che i risultati inizialmente hanno lasciato il team sorpreso. “Ci è voluto un po’ di tempo per l’elaborazione perché la nostra scoperta era inaspettata”, ha affermato il professor Blewitt, capo congiunto della divisione Epigenetica e sviluppo presso WEHI. “Sapere che le informazioni epigenetiche della madre possono avere effetti con conseguenze per tutta la vita sul modello corporeo è eccitante, poiché suggerisce che ciò sta accadendo molto più di quanto avessimo mai pensato”.
“Potrebbe aprire un vaso di Pandora su quali altre informazioni epigenetiche vengono ereditate”.
Lo studio, condotto da WEHI in collaborazione con la professoressa associata Edwina McGlinn della Monash University e dell’Australian Regenerative Medicine Institute, è pubblicato su Nature Communications. La nuova ricerca si è concentrata sulla proteina SMCHD1, un regolatore epigenetico scoperto dal professor Blewitt nel 2008, e sui geni Hox, che sono fondamentali per il normale sviluppo scheletrico. I geni Hox controllano l’identità di ciascuna vertebra durante lo sviluppo embrionale nei mammiferi, mentre il regolatore epigenetico impedisce che questi geni vengano attivati troppo presto. In questo studio, i ricercatori hanno scoperto che la quantità di SMCHD1 nell’uovo della madre influenza l’attività dei geni Hox e influenza il modello dell’embrione. Senza SMCHD1 materna nell’uovo, la prole nasce con strutture scheletriche alterate.
La prima autrice e ricercatrice del dottorato Natalia Benetti ha affermato che questa era una chiara prova che le informazioni epigenetiche erano state ereditate dalla madre, piuttosto che siano solo informazioni genetiche modello. “Anche se abbiamo più di 20.000 geni nel nostro genoma, solo quel raro sottoinsieme di circa 150 geni impressi e pochissimi altri hanno dimostrato di trasportare informazioni epigenetiche da una generazione all’altra”, ha detto Benetti. “Sapere che questo sta accadendo anche a un insieme di geni essenziali che sono stati evolutivamente conservati dalle mosche agli esseri umani è affascinante”.
La ricerca ha mostrato che SMCHD1 nell’uovo, che persiste solo per due giorni dopo il concepimento, ha un impatto per tutta la vita. Le varianti di SMCHD1 sono legate al disturbo dello sviluppo, alla sindrome da microftalmia di Bosma arinia (BAMS) e alla distrofia muscolare facioscapolo-omerale (FSHD), una forma di distrofia muscolare. I ricercatori affermano che i loro risultati potrebbero avere implicazioni per le donne con varianti SMCHD1 e per i loro figli in futuro.
Uno notevole sforzo per la scoperta di farmaci presso il WEHI sta attualmente sfruttando le conoscenze SMCHD1 stabilite dal team per progettare nuove terapie per il trattamento dei disturbi dello sviluppo, come la sindrome di Prader Willi e il disturbo degenerativo FSHD.
La ricerca è stata supportata dal NHMRC, una borsa di studio per la ricerca medica senior Bellberry-Viertel, dal governo del Victoria e dal governo australiano. Autori WEHI: Natalia Benetti, Quentin Gouil, Andres Tapia del Fierro, Tamara Beck, Kelsey Breslin, Andrew Keniry, Marnie Blewitt.
