Che il genoma possa essere modificato dalle interazioni con l’ambiente è ormai un fatto assodato da diverso tempo. Un nuovo tassello, tuttavia, è stato aggiunto grazie ad uno studio pubblicato sulla rivista Science nei giorni scorsi. L’attenzione è stata focalizzata sulla correlazione tra l’ affetto materno e modificazioni di carattere genetico nel genoma della prole. Dai risultati di questo lavoro sembrerebbe infatti che il DNA sia molto più plastico di quanto ci si potesse attendere.

Non solo modifiche epigenetiche, quali metilazioni o rimodellamento cromatinico, ma anche vere e propri cambiamenti genomici possono essere indotti da stimoli esterni, soprattutto nelle prime settimane di vita. Caratteri come alcuni disturbi psichiatrici potrebbero essere il frutto proprio di questi cambiamenti.

Gli elementi genetici responsabili dei cambiamenti

Si tratta di elementi chiamati retrotrasposoni, segmenti di DNA in grado di spostarsi da una parte all’altra del genoma attraverso un RNA messaggero ed un sistema di copia e incolla. In questa categoria rientrano i bersagli della sonda TaqMan utilizzata dai ricercatori: Long Interspersed Nuclear Element (L1) è il nome con il quale vengono chiamati, in gergo tecnico, queste strutture.

Una sonda TaqMan per esplorare i retrotrasposoni
Ph: labforum.foroactivo.com – principio di funzionamento della sonda TaqMan

Tanto nell’uomo quanto nel topo, il modello sul quale è stato condotto l’esperimento, i retrotrasposoni L1 rappresentano la maggior parte dei segmenti di questo tipo. Nonostante ciò, tuttavia, molte copie di queste porzioni risultano essere tronche o mutate, così da impedirne una ulteriore elongazione.

L1: la struttura del retrotrasposone

Come sappiamo, il genoma è costituito due filamenti, ciascuno avente due estremità chiamate 5’ e 3’, posti in modo antiparallelo.

Nel segmento L1 troviamo, in direzione 5’ -> 3’, una porzione non tradotta che ospita il sito promotore della Polimerasi II, un enzima responsabile della replicazione del DNA, chiamata 5’ UTR (UnTranslater Region), una porzione codificante e una regione 3’ UTR seguita da una serie di Adenine, la cosiddetta coda Poli A, necessaria per la stabilità della struttura.

In molte delle copie L1 ritrovabili in un genoma normale ci sono delle mutazioni per le quali la replicazione del segmento genico non viene completata, portando ad un prodotto genico non funzionante.

Cosa c’entrano le cure materne?

Lo studio dei genomi di roditori ha mostrato che il numero di copie L1 complete nei soggetti più trascurati dalle madri è ben più alto che in coloro che hanno avuto una madre più attenta alla cura della prole.

Questa evidenza è emersa analizzando dei neuroni della zona ippocampale del cervello dei topolini neonati, ovvero quella porzione cerebrale implicata nel controllo, tra le altre cose, dell’inibizione di comportamenti non reputati idonei alla circostanza. In altre aree del cervello, come nella corteccia pre frontale, queste alterazioni non sono state evidenziate.

A cosa conduce lo studio.

“I nostri risultati suggeriscono che c’è una plasticità a livello delle sequenze di DNA in risposta a perturbazioni ambientali. Sarà necessario confermare questi risultati in futuro utilizzando metodi addizionali come il sequenziamento genico di una singola cellula”

Con queste parole Tracy Bedrosian e colleghi chiudono il loro articolo che apre le porte a ricerche più approfondite sui meccanismi di plasticità neurale ambiente mediata.

Il fatto che venga alterato il genoma di quei particolari neuroni ippocampali può portare alla formulazione di ipotesi molto interessanti. Una su tutte è la possibile correlazione tra schizofrenia e altri disturbi psichiatrici, come la depressione, con gli eventi e gli stimoli affettivi che tanto i topi quanto gli uomini ricevono nei primi momenti di vita.