L’epigenetica in salute e in malattia
Le variazioni nei tratti non causate da modifica nella sequenza del DNA appartengono al regno dell’epigenetica. Le modifiche epigenetiche, al centro del controllo dell’espressione genica, includono l’aggiunta di gruppi metilici al DNA: ciò è chiamato metilazione del DNA. Queste modificazioni si verificano principalmente sulla citosina, nella spina dorsale del DNA, il sito CpG, per formare la 5-metilcitosina. Il progetto EPIX (“Genome-wide study of human epigenetic regulators”) ha studiato le proteine che possono riconoscere il DNA metilato e mediare gli effetti della metilazione del DNA, che potrebbero agire come livelli aggiuntivi di controllo nell’espressione genica e quindi regolare funzioni cellulari essenziali come la riparazione del DNA e avere infine un impatto sullo sviluppo delle malattie. Nello specifico i ricercatori hanno studiato i siti di legame delle proteine di legame al metil-CpG (MBP) nelle cellule umane. I ricercatori di EPIX hanno studiato l’azione di tre gruppi principali di proteine che legano MBP nei mammiferi. In particolare due proteine, ZBTB4 e ZBTB38, sono state identificate con ruoli chiave nelle funzioni cellulari. I bersagli, la modalità di azione e, infine, la funzione biologica di queste proteine sono stati registrati per fornire informazioni sulla loro importanza nel controllo delle funzioni cellulari. L’accumulo della proteina ZBTB38 causava massiccia replicazione del DNA portando infine a instabilità cromosomica. Un’altra MBP ricopre un ruolo importante sulla forchetta di replicazione. Nella riparazione del DNA le proteine sono stati identificate con ruoli nel danno causato da stress ossidativo e ultravioletto. Lo sviluppo è una fase in cui il controllo dell’espressione genica è fondamentale. Gli scienziati hanno esaminato un modello murino appositamente creato. L’assenza di ZBTB4 causava una serie di disturbi del neurosviluppo come ansia nei topi adulti e altri fenotipi, inclusi dimensioni e organi più piccoli. La causa esatta di questi disturbi è ancora in fase di studio. L’espressione degli RNA messaggeri sia per ZBTB4 che per ZBTB38 è ridotta rispettivamente nei tumori maligni mammario e della prostata rispetto ai tessuti sani. ZBTB4 regola diversi geni coinvolti nella trasformazione e invasione cellulari. Il livello di ZBTB38 è associato alla fase del cancro della prostata, alla ricorrenza del cancro dopo asportazione chirurgica e alla risposta alla chemioterapia. EPIX ha generato dati sostanziali sulle modifiche epigenetiche e le basi molecolari delle malattie, in particolare del cancro. Ciò fornisce una piattaforma per ulteriore ricerca sulle proteine chiave che potrebbero essere utilizzate nella diagnosi o nello sviluppo di strategie terapeutiche.
Parole chiave
Epigenetica, malattia, metilazione del DNA, genoma, cancro
