Un nuovo studio, coordinato dalla Sapienza, ha individuato in topi sottoposti a stress emotivo prolungato l’attivazione di sequenze di DNA mobili in specifiche regioni del cervello. Questi elementi sono grado di alterare le funzioni del genoma con possibili effetti nocivi sull’organismo. I risultati della ricerca sono pubblicati sulla rivista STRESS, The International Journal on the Biology of Stress
Il lavoro coordinato da Lucia Piacentini e Arianna Rinaldi del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie “Charles Darwin” della Sapienza suggerisce una base genetica per i possibili danni alla salute dovuti a un forte stress emotivo.
I ricercatori hanno osservato che nei topi, modello animale “vicino” all’uomo per molte caratteristiche molecolari, l’esposizione prolungata a condizioni di stress è in grado di indurre l’attivazione incontrollata di elementi genetici mobili (trasposoni) e dunque possibili gravi conseguenze per l’organismo. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista STRESS, The International Journal on the Biology of Stress.
I trasposoni o “jumping genes”, scoperti negli anni ’50 da Barbara Mc Clintock, sono elementi genetici mobili, in grado di spostarsi autonomamente nel genoma e cambiare la propria localizzazione sia all’interno dello stesso cromosoma che tra cromosomi diversi. Per la loro capacità di modulare finemente e riprogrammare l’espressione di complesse reti genetiche, i trasposoni rappresentano un ottimo strumento attraverso il quale i genomi possono rispondere, in modo funzionale ai cambiamenti e agli stress ambientali. Nel corso dell’evoluzione essi hanno sicuramente avuto un ruolo importante nella creazione di modificazioni e variabilità genetica.
Affinché gli elementi trasponibili possano coevolvere con i genomi che li ospitano è tuttavia necessario che la loro mobilità sia finemente regolata poiché una troppo elevata attività di trasposizione può causare instabilità genomica e alterazione dell’espressione di numerosi geni con conseguenti effetti deleteri per l’organismo.
“Abbiamo studiato l’effetto di uno stress prolungato (2 ore al giorno, per 5 giorni) – spiega Lucia Piacentini – sui topi. E’ stata osservata l’attivazione dei trasposoni Line-1 nell’ippocampo, una delle strutture del cervello deputate alla percezione ed elaborazione degli eventi stressanti. Nessun cambiamento significativo nell’espressione di L1 è stato invece trovato nelle altre aree del cervello”.
Questi risultati indicano che nei topi il controllo dell’espressione dei trasposoni rappresenta un meccanismo addizionale nelle risposte fisiopatologiche indotte dallo stress, dimostrando che la loro regolazione è altamente connessa al background genetico dei singoli individui oltre che a una specifica regione del cervello.
Lo studio apre prospettive interessanti per quanto riguarda il ruolo dei trasposoni nelle malattie e nell’invecchiamento nell’uomo. In particolare, la dimostrazione di una attivazione differenziale dei trasposoni tra tipi di cellule di tessuti diversi può aiutarci a capire perché alcuni tipi di stress aumentano il rischio di malattia in alcuni tessuti e non in altri come per esempio il disturbo da stress post-traumatico o la cardiopatia ischemica.
Riferimenti:
Stress-induced strain and brain region-specific activation of LINE-1 transposons in adult mice – Ugo Cappucci, Giulia Torromino, Assunta Maria Casale, Jeremy Camon, Fabrizio Capitano, Maria Berloco, Andrea Mele, Sergio Pimpinelli, Arianna Rinaldi & Lucia Piacentini STRESS, The International Journal on the Biology of Stress, Published online: 11 Jul 2018. DOI: 10.1080/10253890.2018.1485647
