Studi sui mammiferi hanno dimostrato che i “ricordi” di vari effetti ambientali – come dieta, peso e stress – vengono trasmessi dai padri alla prole, nonostante questi stati non siano codificati nelle sequenze di DNA trasportate dallo sperma. Ora abbiamo una nuova spiegazione di come sia possibile.
La storia ha molto a che fare con l’epigenetica. Le molecole che si attaccano al DNA possono agire come interruttori on-off che controllano quali sezioni di DNA vengono utilizzate, ma fino ad ora non abbiamo saputo quale di queste molecole possa trasportare le impostazioni segnate dalle esperienze di vita di un padre, da incorporare in un embrione tramite sperma.
“Il grande passo avanti con questo studio è che ha identificato un mezzo non basato sul DNA con cui lo sperma ricorda l’ambiente di un padre (dieta) e trasmette quell’informazione all’embrione”, ha detto l’epigenetista Sarah Kimmins della McGill University.
Utilizzando topi, l’epigenetista Ariane Lismer e colleghi sono stati in grado di dimostrare che gli effetti di una dieta carente di folati potrebbero essere trasmessi alterando le molecole di istoni nello sperma. In poche parole, gli istoni sono davvero proteine di base che il DNA avvolge per una conservazione senza grovigli.
Nei mammiferi, quando i corpi maschili costruiscono lo sperma, buttano fuori la maggior parte delle bobine di istoni, per consentire un imballaggio più stretto.
Ma rimane ancora una piccola percentuale (1% nei topi e 15% negli esseri umani), che fornisce impalcature per il DNA in regioni specifiche per la creazione e la funzione dello sperma, il metabolismo e lo sviluppo dell’embrione, per consentire ai meccanismi cellulari di utilizzare queste istruzioni del DNA.
La modifica chimica di questi istoni – la forma più comune è la metilazione – è ciò che consente o impedisce la “lettura” del DNA in modo che possa essere trascritto in prodotti proteici. Una cattiva alimentazione può far sì che questi istoni cambino il loro stato di metilazione.
Questo è il motivo per cui sentiamo parlare dell’importanza del folato per le donne durante la gravidanza: il folato di una madre aiuta a stabilizzare la metilazione del DNA nei loro piccoli.
Alimentando i topi maschi con una dieta carente di folati dal momento in cui sono stati svezzati, i ricercatori sono stati in grado di monitorare le modifiche agli istoni dallo sperma del maschio e negli embrioni risultanti. E infatti, i cambiamenti degli istoni dello sperma erano presenti anche nell’embrione in via di sviluppo.
“Nessuno è stato in grado di monitorare come quelle firme ambientali ereditabili vengono trasmesse dallo sperma all’embrione prima”, ha detto Lismer.
Il team ha anche scoperto che questi effetti potrebbero essere cumulativi e portare ad un aumento della gravità dei difetti alla nascita.
È interessante notare che i difetti alla nascita osservati nei topi, compreso il sottosviluppo alla nascita e le anomalie spinali, sono ben documentati nelle popolazioni umane carenti di folati.
I ricercatori sperano che espandere la nostra conoscenza dei meccanismi di ereditarietà rivelerà nuovi modi per trattare e prevenire tali condizioni. Ma c’è ancora molto da capire prima di allora.
“I nostri prossimi passi saranno determinare se questi cambiamenti dannosi indotti nelle proteine dello sperma (istoni) possono essere riparati. Abbiamo un nuovo lavoro entusiasmante che suggerisce che questo è davvero il caso”, ha detto Kimmins.
Articolo pubblicato su sciencealert.com a cura di Tessa Koumoundouros e tradotto in italiano per Doctor Rainbow da Francesco Grassellini
