I mammiferi hanno approssimativamente gli stessi geni. Tuttavia, dallo scattante topo da laboratorio alle magnifiche balene di Groenlandia o agli eleganti elefanti, la differenza nell’aspettativa di vita può superare un secolo. Perché?
Un consorzio internazionale sta decifrando il mistero. Piuttosto che confrontare diverse lettere genetiche tra le specie, hanno focalizzato l’attenzione sull’espressione genica, ovvero su come i geni vengono attivati o disattivati. Conosciuto come epigenetica, questo campo ha guadagnato importanza come orologio biologico per valutare la salute, l’invecchiamento e persino per prevedere quanto a lungo una specie può vivere.
Lo studio di grande rilevanza, pubblicato sulla rivista Science, ha coperto quasi 15.500 campioni appartenenti a 348 specie di mammiferi, sia piccoli che grandi. L’intero registro animale assomiglia alla popolazione di uno zoo internazionale. Da un lato ci sono i più piccoli: topi, conigli, gatti e cani. Dall’altro ci sono i predatori e i mammut del nostro mondo: pantere, ghepardi, delfini tursiopi ed elefanti. Sparsi tra di loro ci sono anche soggetti piuttosto bizzarri: il pipistrello vampiro, il diavolo della Tasmania e l’asino selvatico somalo. E sì, gli esseri umani fanno la loro comparsa, insieme ad altri primati non umani.
C’è una ragione per analizzare il regno animale in tutta la sua gloriosa diversità. Studiando i mammiferi utilizzando lo stesso orologio biologico e confrontando ogni profilo, possiamo iniziare a analizzare le “zone calde” genomiche che governano l’invecchiamento e la durata della vita, focalizzandoci su metodi per regolare queste zone e ritardare o persino invertire il processo di invecchiamento. “Abbiamo scoperto che le durate della vita dei mammiferi sono strettamente associate alle modifiche chimiche della molecola di DNA, conosciute in modo specifico come epigenetica“, ha dichiarato il Dr. Steve Horvath presso l’Università della California, Los Angeles (UCLA), che ha guidato lo studio.
A parte l’invecchiamento, gli strumenti computazionali sviluppati possono anche aiutare gli scienziati a collegare l’epigenetica ad altre caratteristiche complesse, come altezza, peso, disturbi metabolici come il diabete di tipo 2 o problemi neurologici.
Secondo il Dr. Alex de Mendoza presso la Queen Mary University di Londra, che non ha partecipato al progetto, la conclusione è che ora abbiamo un marcatore universale per valutare l’invecchiamento e altre caratteristiche tra i mammiferi. “Pertanto, i trattamenti sperimentali mirati a modificare l’invecchiamento possono ora essere testati” in una vasta varietà di animali lungo la scala evolutiva con una misura “standard” per l’invecchiamento epigenetico, ha scritto.
Il Problema dell’età
Il numero di candeline sulla tua torta di compleanno non riflette sempre la tua età biologica. Tutti conosciamo persone che, grazie alla genetica o allo stile di vita, sembrano molto più giovani della loro età cronologica e si comportano di conseguenza. Gli scienziati sanno da tempo che non è solo aneddotico: queste persone mostrano meno segni di invecchiamento nel loro metabolismo, nelle cellule staminali, nell’infiammazione e nell’espressione del DNA.
Circa un decennio fa, Horvath si chiese se fosse possibile utilizzare questi marcatori dell’invecchiamento per valutare l’età biologica di una persona indipendentemente da quanti anni sono passati sulla Terra. Si concentrò su un marcatore epigenetico: la metilazione del DNA.
La maggior parte delle nostre cellule porta la stessa sequenza genetica. Ciò che differenzia le cellule nervose dalle cellule cardiache alle cellule muscolari è come i geni vengono espressi. La metilazione del DNA è un potente modo per controllare quando e dove i geni vengono spenti. Il processo aggiunge una piccola molecola chimica che blocca fisicamente la macchina dell’espressione del DNA dall’accesso ai geni, impedendo loro di essere tradotti in proteine. Ogni tipo di cellula, tessuto e organo ha un’impronta unica di metilazione del DNA, che cambia costantemente con l’età.
Il lavoro pionieristico di Horvath ha sviluppato un predittore di età biologica in diversi tessuti utilizzando solo la metilazione del DNA da 8.000 campioni. Da allora, il suo lavoro e quello di altri hanno portato a diversi orologi epigenetici che prevedono anche malattie legate all’età, come il cancro, la salute cerebrale o i problemi cardiaci. “La metilazione del DNA è più facile da misurare rispetto ad altri meccanismi classici di regolazione genica“, ha spiegato Mendoza.
Tuttavia, il focus esclusivo sugli esseri umani sembrava troppo ristretto. L’evoluzione ha creato cambiamenti genetici tra le specie per aiutare ciascuna a adattarsi ai loro unici ambienti. Può anche modellare paesaggi epigenetici?
Un Orologio Universale
Il team ha recentemente esteso il proprio orologio di metilazione del DNA a oltre 200 diverse specie di mammiferi. È un problema difficile: prima hanno dovuto individuare i siti di metilazione del DNA su materiale genetico conservato tra diverse specie. Hanno quindi prodotto piccole “sonde” che rilevano la metilazione del DNA e possono tollerare
