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L’epigenetica ambientale in un organismo clonato

Utilizzando farmaci che interferiscono con i processi di metilazione del DNA, i ricercatori dell’UE hanno scoperto che il sesso della Daphnia viene alterato tramite queste alterazioni genetiche. Hanno anche prodotto nuovi strumenti per studiare le firme epigenetiche dei marcatori istonici (ChiP-Seq e metilazione globale) in questi animali sensibili all’ambiente.
L’epigenetica ambientale in un organismo clonato
A causa del suo modo di riproduzione clonale, la Daphnia è un organismo modello ideale per promuovere il nuovo campo dell’epigenetica ambientale da utilizzare nella futura valutazione dei rischi. Questo concetto epigenetico ambientale viene studiato in una specie in cui le carenze nutrizionali nell’esposizione multigenerazionale tende ad avere effetti composti. L’epigenetica può anche essere il principale meccanismo regolatore genetico per la determinazione sessuale dell’organismo indotta dall’ambiente. Dato che la riproduzione della Daphnia può essere sia clonale che sessuale, rappresenta un’opportunità unica per chiarire i collegamenti tra sesso, alimentazione, epigenetica e ambiente.

Il progetto DGHOST (Ghosts in parthenogenetic daughters - epigenetic effects on clonal organisms can reveal the degree of phenotypic plasticity due to biotic cues) si è servito di un modello di Daphnia ben consolidato, per comprendere come i segnali ambientali si traducono in variazioni epigenetiche che influenzano il sesso della prole.

Per cominciare, i ricercatori hanno eseguito un esperimento di trapianto, per osservare come variazioni dietetiche influenzino l’epigenetica della Daphnia. Hanno sviluppato ed eseguito un’immunoprecipitazione istonica della cromatina tramite sequenziamento massivamente parallelo del DNA (ChiP-Seq) su linee isoclonali che erano mantenute su alimenti nutrienti e scadenti su due specie distinte per tre generazioni. Hanno poi caratterizzato le complete segnature epigenetiche di entrambi gli isolati, annotando le variazioni in reazione alla dieta.

Il progetto DGHOST si è anche servito di sostanze chimiche di cui si conosce l’influenza su specifici segni epigenetici, per testarne l’eventuale capacità di indurre un cambiamento di sesso nella prole di Daphnia. Ha testato il butirrato e due farmaci anticancro di cui si conosce la capacità di modulare cambiamenti epigenetici.

Non è emerso alcun effetto evidente nel trattamento con butirrato, ma gli altri due composti hanno causato un cambiamento nelle proporzioni di sesso a favore di quello maschile, comprovando così il ruolo dell’epigenetica nella determinazione del sesso nella Daphnia.

Tali conclusioni saranno utili ai ricercatori che si occupano di epigenetica, per comprendere meglio il legame tra ambiente, epigenetica ed esiti funzionali. È possibile che il lavoro svolto inciderà sulla ricerca sulla salute umana e la valutazione dei rischi.

Informazioni correlate

Keywords

Epigenetica ambientale, ChiP-seq, DNMT, Daphnia, segnali ambientali, DGHOST
Numero di registrazione: 190764 / Ultimo aggiornamento: 2016-12-20