Tratti ereditari che infrangono le leggi di Mendel: la scoperta che cambia la genetica
Le leggi di Mendel hanno governato la biologia per oltre un secolo, ma un nuovo studio sui topi sta riscrivendo alcune pagine fondamentali della genetica. Un gruppo di ricercatori della Johns Hopkins University e della Texas A&M University ha scoperto che certi tratti ereditari vengono trasmessi attraverso modifiche epigenetiche che non rispettano affatto le regole classiche dell’ereditarietà. E non parliamo di eccezioni marginali: circa il 7% dei pattern di ereditarietà epigenetica analizzati si è comportato in modi del tutto inattesi.
La cosa affascinante, e per certi versi inquietante, è che alcune di queste modifiche chimiche del DNA sembravano emergere dal nulla. Nessuna traccia nei genitori. Eppure, nei discendenti, eccole lì. Lo studio, pubblicato il 20 maggio su Nature Genetics e finanziato dai National Institutes of Health e dalla National Science Foundation, ha anche identificato il primo caso noto di paramutazione naturale in un mammifero. Un fenomeno che finora era stato osservato solo nelle piante e negli insetti.
Cosa succede quando l’epigenetica non segue le regole
Per capire la portata di questa scoperta, vale la pena fare un passo indietro. Le leggi di Mendel spiegano come le diverse versioni dei geni (gli alleli) vengano trasmesse da una generazione all’altra. Alcuni alleli sono dominanti, altri recessivi. Fin qui, tutto chiaro. Ma accanto alla sequenza del DNA esiste un livello ulteriore: le modifiche epigenetiche, ovvero alterazioni chimiche che influenzano il funzionamento dei geni senza cambiarne il codice. La più comune è la metilazione del DNA, un processo in cui gruppi chimici si attaccano a regioni regolatrici dei geni, accendendoli o spegnendoli.
Il team ha analizzato campioni di tessuto provenienti da tre generazioni di topi, monitorando sia le sequenze genetiche sia 12 pattern di metilazione già noti. Su 522 casi esaminati nei cromosomi non sessuali, ben 54 eventi ereditari sono risultati completamente “emergenti”, cioè assenti in entrambi i genitori. Andrew Feinberg, professore alla Johns Hopkins, lo ha descritto in modo piuttosto efficace: la metilazione sembrava essere apparsa dal nulla. Questo suggerisce che esistono meccanismi ancora poco compresi attraverso cui certi tratti epigenetici possono manifestarsi nelle generazioni successive senza una fonte parentale identificabile.
La paramutazione e le implicazioni per la salute umana
Tra le scoperte più sorprendenti c’è la paramutazione nel gene Capn11, fondamentale per il normale sviluppo degli spermatozoi. La paramutazione si verifica quando la metilazione presente su un allele “contagia” l’altro allele, quasi trasferendosi. Nell’essere umano, alterazioni di questo gene sono state collegate a infertilità e disturbi spermatici. Il fatto che la regione coinvolta sia associata a un elemento genetico ripetitivo, notoriamente sensibile a fattori ambientali, apre scenari enormi. Dieta, stress, traumi: tutti elementi che potrebbero influenzare l’ereditarietà epigenetica in modi che la scienza sta solo iniziando a comprendere.
Kasper Hansen, coautore dello studio e professore di biostatistica alla Johns Hopkins, ha sottolineato quanto sia importante studiare genetica ed epigenetica insieme per avere un quadro completo di come si ereditano tratti legati a malattie o a condizioni di salute. La tecnologia di sequenziamento a lettura lunga utilizzata dal team, capace di analizzare segmenti di DNA fino a oltre un milione di paia di basi, ha reso possibile questa analisi con una precisione senza precedenti.
Il prossimo passo? Verificare se pattern simili esistano anche nei dati genomici umani. Se così fosse, la comprensione delle malattie ereditarie potrebbe cambiare radicalmente. E con essa, l’idea stessa che l’ambiente in cui si vive possa lasciare un’impronta biologica trasmissibile alle generazioni future.
