Evenimentele din viața bunicilor noștri ar putea să ne afecteze genele

În urma descoperirii moleculei de ADN, codul acidului nucleic era considerat în mod obișnuit începutul și sfârșitul moștenirii genetice. Astăzi se înțelege că marcajele chimice lipite de secțiuni cheie ale unei secvențe genetice nu numai că afectează modul în care sunt citite genele, dar se pot schimba ca răspuns la expunerile din mediul înconjurător. Mai mult, acestea pot fi transferate de la o generație la alta.

Denumită moștenire epigenetică transgenerațională, aceasta ar putea fi o cale prin care sănătatea, stilul de viață sau chiar mediul înconjurător al părinților afectează sănătatea și dezvoltarea descendenților de-a lungul generațiilor.

În timp ce schimbările în sine par clare, mecanismele exacte care acționează nu au fost încă pe deplin înțelese.

Acum, un nou studiu efectuat pe viermi rotunzi a arătat cum o modificare epigenetică comună poate fi transmisă prin spermă de-a lungul a trei generații, influențând activitatea genelor și dezvoltarea „nepoților”, potrivit sciencealert.com.

Deși dovezile de la oameni cu privire la o astfel de memorie epigenetică de durată rămân puține, studiul asupra viermilor rotunzi (Caenorhabditis elegans) este destul de revelator.

„Aceste rezultate stabilesc o relație cauză-efect între mărcile histonice transmise de spermatozoizi și expresia și dezvoltarea genelor la urmași și la strănepoți”, spune Susan Strome, biolog molecular și celular la Universitatea din California, Santa Cruz.

Modificările epigenetice sunt ornamente moleculare adăugate la ADN care se prezintă sub mai multe forme și care guvernează când și cum sunt urmate instrucțiunile genetice.

Dacă mașinăria celulară care citește genomul nu poate accesa anumite gene deoarece moleculele voluminoase le stau în cale, atunci acele gene nu vor fi descifrate în proteine. Înfășurarea suficient de strânsă a unor șiruri lungi de ADN în jurul unor complexe proteice majore numite histone poate avea un efect similar, de reducere la tăcere.

Se credea că majoritatea acestor modificări epigenetice sunt șterse și „resetate” în urma fertilizării, prin care celulele sexuale sunt reprogramate pentru a asigura o dezvoltare normală. Dar, după cum arată studiile pe animale (inclusiv un număr bazat pe mamifere), se pare că unele modificări epigenetice pot scăpa reprogramării și pot fi transferate de la o generație la alta.

Acest ultim studiu a folosit C. elegans ca organism model pentru a investiga dacă marcajele epigenetice se păstrează sau se rescriu în embrionii de viermi rotunzi și, dacă persistă, cum influențează aceste marcaje expresia genelor la urmași.

Un marcaj epigenetic de pe o proteină histonă care duce la o împachetare mai densă a ADN-ului, ceea ce duce, la rândul său, la dezactivarea genelor din acea regiune, a fost în centrul experimentelor.

Cercetătorii au „dezbrăcat” selectiv acest marcaj histonic de pe cromozomii spermatozoizilor de C. elegans, care au fost apoi folosiți pentru a fertiliza ovule cu cromozomi complet marcați.

În continuare, ei au analizat nivelurile de activitate genetică la descendenții rezultați și au constatat că genele de pe cromozomii moșteniți de la spermatozoizi nu mai erau suprimate.

„Unele gene au fost pornite în mod aberant și au rămas în starea lipsită de marcajul represiv, în timp ce restul genomului și-a recăpătat marcajul, iar acest model a fost transmis la nepoți”, explică Strome.

„Speculăm că, dacă acest model de împachetare a ADN-ului este menținut în linia germinală, ar putea fi transmis mai departe pentru numeroase generații”.

Să nu uităm că vorbim despre viermi rotunzi. Cercetările anterioare asupra acestor creaturi translucide au arătat că modificările epigenetice pot fi transmise timp de 14 generații, ceea ce este sălbatic, dar asta spune prea puțin despre oameni.

Câteva studii rare și remarcabile asupra oamenilor au descoperit dovezi că accesul bunicilor la hrană afectează rezultatele de sănătate ale urmașilor copiilor lor, două generații mai târziu.

Alte cercetări au analizat legăturile dintre sănătatea maternă, inclusiv obiceiurile de fumat și astmul din copilărie, sau au arătat cum evenimentele din copilăria timpurie pot grava în ADN-ul unei persoane modificări chimice care îi influențează sănătatea mai târziu în viață.

Dar studiile pe oameni care stabilesc o legătură directă între sănătatea părinților, modificările epigenetice din celulele sexuale și rezultatele descendenților sunt „practic inexistente”, după cum se spune într-o analiză a domeniului, în parte din cauza limitărilor studiilor epidemiologice care pot produce doar asociații, nu și relații cauzale.

Disocierea influenței markerilor epigenetici de influențele genetice, culturale și comportamentale reprezintă, de asemenea, o provocare majoră. Cum începeți să separați genetica de circumstanțele sociale sau de condițiile de mediu care persistă de-a lungul generațiilor?

De aceea, studiile pe animale precum acesta sunt utile pentru „a ilumina modul în care moștenirea epigenetică poate modela dezvoltarea și sănătatea generațiilor viitoare”, scriu Strome și colegii în lucrarea publicată.

Echipa spune că descoperirile lor le reflectă pe cele din celulele de mamifere crescute în laborator și că alte studii recente au sugerat că markerii histonici moșteniți de spermă sunt o caracteristică și la șoareci.

Aceste paralele pot însemna că mecanismul s-ar putea extinde și la oameni. Dar sunt încă multe lucruri pe care nu le știm despre modul în care funcționează moștenirea epigenetică de-a lungul mai multor generații, sau dacă funcționează într-adevăr.

Având în vedere obstacolele etice și logistice care stau în calea investigării unor astfel de întrebări la om, s-ar putea să mai dureze mult timp până când vom afla.