Genetica nutrizionale: noi siamo ciò che mangiamo
Negli insetti di sesso femminile, l’accoppiamento induce significativi cambiamenti nella deposizione delle uova, nel consumo di cibo e nell’immunità. Le prove accumulate indicano che questi cambiamenti di fenotipo emergono come risultato di un’espressione genica differenziale che coinvolge anche i geni implicati nelle vie metaboliche. Questo passaggio metabolico si presenta come un cambiamento nelle preferenze alimentari per soddisfare le esigenze nutrizionali dell’organismo. Studio della genetica della nutrizione specifica per sesso Gli scienziati del progetto DIET-SEX-GENOMICS, finanziato dall’UE, hanno voluto approfondire la genetica alla base dei cambiamenti nel fabbisogno nutrizionale e nelle scelte alimentari dei soggetti di sesso maschile e femminile. Utilizzando la Drosophila melanogaster come organismo modello, essi hanno combinato incroci genetici, manipolazioni dietetiche e metodologie di sequenziamento di ultima generazione per rispondere a tali domande. «Il nostro obiettivo era quello di indagare su quali fossero le esigenze alimentari di ciascun sesso per raggiungere la massima idoneità riproduttiva e come questa variasse tra i diversi genotipi», spiega il dott. Max Reuter, coordinatore del progetto, ospite della dott.ssa Florencia Camus, borsista Marie Skłodowska-Curie. I ricercatori hanno campionato diverse varianti genetiche di Drosophila e le hanno alimentate con diete sintetiche contenenti macronutrienti quantificati con precisione. In un tipo di esperimento, essi hanno esaminato la preferenza degli organismi fornendo alimenti separati di proteine e carboidrati. Nel secondo disegno sperimentale, gli scienziati hanno fornito alimento con varie composizioni fisse e hanno stimato l’idoneità riproduttiva. «Questo tipo di esperimento ci ha consentito di determinare quali sono gli alimenti che massimizzano l’idoneità», continua la dott.ssa Camus. Nel complesso, i risultati hanno rivelato una variazione genetica significativa sia per la scelta che per i requisiti alimentari in ciascun sesso. Ad esempio, i maschi di alcuni genotipi hanno mostrato il massimo dell’idoneità in condizioni ricche di carboidrati tipiche del loro sesso, mentre i maschi di altri genotipi hanno mostrato esigenze nutrizionali più simili a quelle delle femmine. L’applicazione di tecniche di sequenziamento di ultima generazione ha aiutato a comprendere meglio le risposte fisiologiche dei geni dei sessi a una dieta ricca di carboidrati benefica per i maschi e una dieta ricca di proteine benefica per le femmine. Questi dati rivelano quali geni cambiano espressione in risposta a una dieta specifica e come varia la regolazione tra i sessi. Impatto del lavoro Il lavoro svolto durante il progetto DIET-SEX-GENOMICS aiuterà a identificare i geni responsabili della risposta specifica per sesso alla nutrizione. Il passo successivo sarà quello di analizzare ulteriormente le risposte dietetiche e comprendere come viene generata e mantenuta la variazione genetica. La convalida sperimentale di quelle inferenze correlative utilizzando approcci di modifica del genoma rappresenta un altro obiettivo del team scientifico. Come sottolinea il dott. Reuter, «la caratterizzazione della risposta trascrizionale ai cambiamenti alimentari nei due sessi ci aiuterà a identificare i geni e i processi regolatori chiave, che saremo quindi in grado di confrontare tra diversi genotipi». I dati preliminari puntano a una risposta trascrizionale condivisa alla dieta tra i due sessi con alcune intriganti eccezioni in cui i sessi rispondono in direzioni opposte. Da un punto di vista biologico, i risultati di DIET-SEX-GENOMICS dimostrano che l’idoneità riproduttiva emerge da una complessa interazione tra fattori ambientali e genetici alla base delle risposte alimentari comportamentali e fisiologiche. Lo studio di queste differenze dovrebbe fornire una visione fondamentale del metabolismo e della fisiologia. È importante sottolineare che l'estensione della validità di queste informazioni agli esseri umani rafforza ulteriormente l’emergente necessità per una medicina personalizzata. «Se la dieta ottimale, così come i trattamenti farmacologici, dipende dal patrimonio genetico di una persona, allora la comprensione della genetica del metabolismo può aiutare ad adattare i consigli nutrizionali alle esigenze personali», ha concluso la dott.ssa Camus. Tenendo conto dell’unicità di ciascun individuo in questo modo, si otterrebbe un significativo beneficio per la salute pubblica.
Parole chiave
DIET-SEX-GENOMICS, gene, dieta, nutrizione, femmina, maschio, idoneità riproduttiva, sequenziamento di ultima generazione, metabolismo
