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paolo

Le cavie selvatiche si adattano agli aumenti di temperatura e trasmettono questa caratteristica ai figli per via epigenetica.

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Le informazioni contenute nel nostro patrimonio genetico non si limitano alla sequenza del DNA: l'espressione di alcuni geni può essere modificata mediante informazioni epigenetiche, che ne modificano la trascrizione; in questo modo è possibile convogliare informazioni ambientali attraverso la linea germinale parentale.

Tra i meccanismi epigenetici, quello meglio studiato è la metilazione del DNA.

Tanto per capirci, quando inizia la nostra vita e noi si è costituiti solamente da uovo fecondato l'informazione epigenetica è a zero perché i gruppi metilici sono stati rimossi dai geni. Ma quando le cellule iniziano a dividersi per formare l'embrione alcuni geni verranno metilati e altri no; in questo modo le cellule in formazione potranno diventare cellule della pelle, del sistema nervoso, o quant'altro.

I cambiamenti climatici hanno sempre accompagnato con un importante impatto l'evoluzione delle specie e ai nostri giorni si parla molto di riscaldamento globale. I mammiferi sono in grado di compensare (entro certi limiti) le fluttuazioni della temperatura esterna per mantenere la temperatura corporea (termoregolazione e omeostasi).

Nelle specie selvatiche di mammiferi sono i maschi, più spesso delle femmine, a dover far fronte a fluttuazioni ambientali; questo perché, mentre le femmine spesso tendono a restare nell'area di origine, i maschi si disperdono. Questo è vero anche per il porcellino d'india selvatico (Cavia aperea), che vive in strutture ad harem nelle quali un maschio dominante difende numerose femmine da altri maschi; i maschi non dominanti dovranno quindi allontanarsi e adattarsi rapidamente a nuovi habitat e differenti temperature prima di trovare femmine che li accettino.

La trasmissione paterna di una modalità di adattamento a temperature superiori mediante meccanismi epigenetici può contribuire a un aumento del benessere della discendenza e può quindi essere di importanza evoluzionaria, considerato l'aumento globale della temperatura.

Per verificare questa possibilità, porcellini d'india selvatici maschi adulti sono stati esposti temporaneamente ad un aumento della temperatura ambientale e fu loro consentito di accoppiarsi (con le stesse femmine) prima e dopo l'esposizione. In pratica le gabbie furono poste su una superficie riscaldante che ne scaldava il pavimento a 30°C per un periodo di due mesi, periodo corrispondente alla durata della spermatogenesi nella cavia selvatica.

Successivamente si valutava la metilazione del DNA, comparando con la situazione prima dell'esposizione, in queste cavie e nei loro figli (generati prima e dopo il trattamento termico).

Modificazioni nella metilazione del DNA furono identificate nelle diverse generazioni e in differenti organi (ma principalmente nel fegato, principale organo deputato alla termoregolazione), indicando una risposta generale all'esposizione. In particolare, 13 tra 19 geni coinvolti nella termoregolazione dei mammiferi e presenti nel genoma della cavia mostravano modificazioni significative.

E' stata quindi dimostrata una risposta epigenetica immediata ed ereditabile, che può anche essere trasmessa alla generazione successiva, quale potenziale reazione di adattamento all'esposizione paterna a un limitato aumento della temperatura ambientale.

E' la prima volta che viene dimostrata una modificazione epigenetica indotta dalla temperatura in una specie selvatica di mammiferi.

Le cavie selvatiche vivono in un'ampia varietà di habitat, a differenti altitudini e condizioni di temperatura, perchè la specie è adattabile; il meccanismo descritto potrebbe essere di particolare importanza per la sopravvivenza delle specie a fronte dell'aumento globale di temperatura.

In conclusione, che dire? Le cavie stanno dimostrando di essere più avanti di noi :afro:

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La figura sintetizza l'esperimento.

I maschi (al centro) si accoppiarono con le femmine (a sinistra) prima e dopo il periodo di riscaldamento ambientale. L'analisi della metilazione del DNA è stata condotta sui maschi e sui figli ottenuti prima dell'esperimento (1st mating, in alto a destra), poi sugli stessi maschi e sulla loro progenie maschile dopo l'esperimento (2nd mating).

Fonte: Weyrich A e coll. Paternal intergenerational epigenetic response to heat exposure in male wild guinea pigs. Molecular Ecology, 19 dicembre 2015.

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