Gli scienziati e i collaboratori del Van Andel Institute hanno identificato una parte fondamentale di un meccanismo che annota le informazioni genetiche prima che vengano trasmesse dai padri alla prole.
I risultati, pubblicati oggi sulla rivista Progressi della scienza, gettano nuova luce sull’imprinting genomico, un processo biologico fondamentale in cui un gene di un genitore viene spento mentre la copia dell’altro genitore rimane attiva. Gli errori nell’imprinting sono collegati a una serie di malattie, come la rara sindrome di Silver-Russell insieme ad alcuni tumori e al diabete.
“Un imprinting adeguato è fondamentale per la salute permanente ma, nonostante la sua importanza, ci manca ancora una piena comprensione dei fattori che regolano questo processo vitale”, ha affermato la professoressa associata VAI Piroska Szabó, Ph.D., autrice corrispondente dello studio. “I nostri risultati rivelano un meccanismo dell’RNA che governa la creazione dell’imprinting e illumina il motivo per cui differisce tra padri e madri”.
Le nostre informazioni genetiche sono codificate nel DNA, una molecola lunga e sinuosa che è strettamente compattata per formare 23 paia di cromosomi, metà dei quali provengono dal padre e l’altra metà dalla madre. Lo sperma e gli ovuli contengono solo 23 cromosomi singoli, metà del materiale genetico necessario per la vita. Durante la fecondazione, ciascuno contribuisce con la propria metà, dando origine a uno zigote con un set completo di 23 paia di cromosomi.
Ma non tutte le istruzioni del DNA sono necessarie nello stesso momento o negli stessi posti. È qui che entra in gioco l’epigenetica. I meccanismi epigenetici annotano il DNA con speciali etichette chimiche chiamate gruppi metilici, che dicono a determinati geni quando essere attivi e quando tacere, il tutto senza modificare la sequenza del DNA stesso.
L’imprinting si verifica quando gruppi metilici vengono aggiunti a determinati geni durante la formazione dello sperma o dell’uovo. Questo, a sua volta, è importante per determinare quale copia genitoriale di quel gene è espressa nella prole.
Per comprendere meglio i processi che governano l’imprinting, Szabó e colleghi si sono concentrati su una regione di controllo dell’imprinting nel DNA che regola l’imprinting. Igf2 gene. Igf2 svolge un ruolo chiave nella crescita fetale ed è attivo solo nel cromosoma ereditato dal padre. Troppa poca metilazione nel IGF2 regione di controllo nell’uomo può provocare la sindrome di Silver-Russell, che è caratterizzata da una crescita ridotta e da un aumento del rischio di malattia metabolica.
“Se la IGF2 La regione di controllo dell’imprinting del gene proveniente dal padre non è metilata e può provocare malattie”, ha detto Szabó.
Utilizzando modelli genetici e un sequenziamento genetico approfondito, il team ha scoperto che la metilazione del Igf2 La regione di controllo nel DNA ereditato per via paterna è governata da un processo sottostante basato sull’RNA nella linea germinale maschile.
“Abbiamo scoperto in precedenza che l’RNA corre in modo simile attraverso altri domini impressi marcati paternamente nelle cellule germinali maschili, suggerendo che questo stesso processo è generalmente vero per l’imprinting paterno”, ha detto Szabó. “Questi risultati suggeriscono un processo più ampiamente applicabile, il che è entusiasmante e dovrà essere confermato in studi successivi.”
Altri autori includono Ji Liao, Ph.D., Zhen Fu, Ph.D., Ivan VanderKolk, Brianna M. Busscher e Kin H. Lau, Ph.D., di VAI; Canzone Sangmin del Centro oncologico della Città della Speranza; e Samuel Gusscott, Ph.D., e Julie Brind’Amour, Ph.D., dell’Università di Montréal.
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