L’interazione tra genetica ed epigenetica è tutto merito di una proteina

“Questo studio riguarda la regolazione dei cosiddetti geni imprinted: gli unici che, sebbene ereditati da entrambi i genitori, vengono espressi per tutta la vita dell’individuo soltanto dalla copia proveniente da uno dei due, in seguito a modificazioni specifiche del Dna che avvengono durante la maturazione delle cellule sessuali maschili e femminili (gametogenesi) dei genitori stessi”. Le parole sono di Giovanna Grimaldi, dell’Istituto di Genetica e Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche, che presenta così lo studio pubblicato su Molecular Cell dal suo team.
L’argomento della ricerca è l’interazione tra genetica ed epigenetica, quella branca della biologia che studia le modificazioni del genoma capaci di regolare l'espressione dei geni senza indurre vere e proprie mutazioni nel Dna. In particolare i ricercatori avrebbero scoperto il ruolo fondamentale della proteina Zfp57 nel riconoscimento, nella preservazione e nella propagazione di generazione in generazione dei segnali epigenetici.

Fino a non molto tempo fa si riteneva che la genetica avrebbe svelato i segreti della vita, poi è arrivata l’epigenetica, e oggi sappiamo che ogni individuo è il risultato finale di un complesso gioco di interazioni, modificazioni e meccanismi di accensione-spegnimento del Dna, che cominciano nelle primissime fasi dello sviluppo e che non sono dipendenti esclusivamente dall’ordine delle sequenze nucleotidiche nel nostro genoma. Ecco perché i ricercatori del Cnr, dell’Università di Napoli e dell’Ecole Polytechnique di Losanna in questo studio promuovono un modello di integrazione tra il codice genetico e l’epigenetico.
La chiave da cui partire, secondo gli scienziati, è l’imprinting genomico, processo che, in maniera temporanea e reversibile, regola il controllo dell’espressione di geni specifici escludendo selettivamente dall’attivazione solo quello che proviene dal cromosoma materno o da quello paterno. “L’imprinting genomico è fondamentale nella crescita degli individui e i suoi difetti sono alla base di disordini della crescita, come le sindromi di Beckwith-Wiedemann e di Silver-Russell, e malattie neurologiche, quali le sindromi di Angelman e Prader-Willi”, ha spiegato la ricercatrice.

Comprendere i meccanismi che regolano l’imprinting genomico è quindi, secondo questi ricercatori, fondamentale per la salute dell’uomo. “Nei nostri laboratori abbiamo caratterizzato il ruolo di una proteina, Zfp57, che insieme ad altri fattori garantisce la conservazione dei segnali epigenetici dall’embrione all’adulto”, ha aggiunto Andrea Riccio, anche lui ricercatore presso l’Igb-Cnr. “Poiché i segnali epigenetici sono labili, l’aver scoperto un’intera filiera di proteine in grado di riconoscerli, preservarli e propagarli alla progenie rappresenta un balzo in avanti in questo campo di ricerca”.
Questo studio aiuta, inoltre, a comprendere come la riprogrammazione epigenetica del Dna sia controllata da fattori genetici. In poche parole, spiega come genetica ed epigenetica interagiscano. “In patologie dovute a disordini dell’imprinting genomico potrebbero esserci difetti sia nella proteina Zfp57 sia nella sequenza del Dna cui essa si lega o nelle sue modificazioni epigenetiche”, ha ripreso Grimaldi. “I segnali epigenetici sono importanti anche per il nostro benessere e stato di salute. Pertanto, la conoscenza di fattori che controllano l’interazione tra la scrittura genetica e quella epigenetica, come Zfp57 e proteine associate, diventa di fondamentale interesse per la comunità scientifica”. 

“Questo lavoro sarà di grande impatto”, ha commentato Antonio Baldini, direttore dell’Istituto del Cnr che ha condotto la ricerca. “I ricercatori e le ricercatrici dell’Igb-Cnr sono riusciti ad anticipare l’era della ‘Next Generation Sequencing’. Per esplorare il mondo dell’epigenetica sarà fondamentale decifrare non solo il codice genetico ma anche le sue modificazioni ed individuare gli attori di tali eventi. Confidiamo di poter crescere in questa direzione e di non mancare all’appuntamento con questa nuova frontiera della ricerca mondiale”.
In futuro, infatti, i ricercatori sperano di poter svelare altri segreti del rapporto tra genetica ed epigenetica. “Contiamo di valutare se altri fattori affini a Zfp57 svolgano funzioni analoghe e partecipino quindi, come questa proteina, alla scrittura e lettura del codice epigenetico”, ha concluso Riccio.