I padri lasciano i loro segni

Di padre in figlio

Un padre può lasciare il segno in molti modi. Può fornire metà del materiale genetico dei suoi figli, vedendo la fusione del suo contributo negli occhi, nei capelli e nell'altezza dei suoi figli. Può trasmettere un nome o modellare i valori e le convinzioni politiche dei suoi figli, producendo un'eredità sociale. Un padre può trasmettere risorse, con terra, bestiame o un'eredità descritta in una volontà che produce un'impronta economica sul futuro dei suoi figli. Mentre questi tipi di trasmissione genetica e socioeconomica dei contributi paterni sono spesso centrali nel modo in cui pensiamo al modo in cui i padri lasciano i loro segni, c'è ancora un altro modo possibile: l'eredità epigenetica.

L'eredità epigenetica rappresenta un modo per trasmettere modifiche molecolari ai geni alle generazioni successive. Alcune alterazioni, come la metilazione o l'imballaggio della cromatina, di geni nello sperma di un padre possono essere trasmesse ai suoi figli. Il gene stesso non è diverso, ma come è espresso. Quanto è grande questa potenziale impronta di paternità sulla vita dei bambini?

Quando David Crews e colleghi hanno trattato ratti maschi con vinclozolin, che ha proprietà antiandrogene, i maschi hanno mostrato alterazioni nei modelli di metilazione dei loro geni. Più drammaticamente, quegli effetti si manifestarono tre generazioni più tardi, con cuccioli da pronipote che avevano un successo di accoppiamento inferiore. Questo esempio è sufficiente per far tremare i suoi stivali epigenetici. Neanche l'unica dimostrazione sperimentale di tali effetti nei roditori. Amanda Drake e colleghi hanno scoperto che i padri di ratto che erano stati trattati con desametasone, un glucocorticoide sintetico, avevano prole con basso peso alla nascita e alterata attività epatica. Immagina questo per un momento: un topo ha fornito solo il suo sperma (non il suo cognome o i soldi per il college) ma ha avuto impatti non genetici sulle caratteristiche della sua prole.

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Una delle questioni centrali dell'ereditarietà epigenetica paterna è il meccanismo con cui questi effetti vengono trasmessi dai padri alla prole. In molti esempi di piante, i segni epigenetici sono passati direttamente dalla pianta madre a quella della prole, ma questo è molto più raro nei mammiferi come ratti o umani. Infatti, i segni epigenetici negli spermatozoi di un uomo tendono a essere cancellati, il che consente ai geni del suo seme uno epigenetico foglio bianco che viene poi scritto con spunti sociali e nutrizionali durante lo sviluppo della sua prole. Ciò suggerisce anche che la maggior parte delle somiglianze umane nei segni epigenetici di padri e figli sono probabilmente dovute a ambienti condivisi (cioè, le somiglianze nell'ambiente di padri e discendenti possono indurre segni epigenetici simili in entrambe le generazioni). Se i segni epigenetici vengono mantenuti durante la formazione e la fecondazione degli spermatozoi, questa è una prospettiva più eccitante e nuova per molti studiosi – una nuova modalità di eredità lamarckiana dal padre alla prole.

Gli scienziati hanno sottostimato la portata dell'eredità epigenetica paterna umana? Come mostrato in una recente recensione di Adelheid Soubry e colleghi, una varietà di studi indica che gli uomini esposti a rischi professionali o tossine (forse lavorando in una fabbrica di vernici o attraverso l'esposizione ad Agent Orange durante il Vietnam) hanno figli con una maggiore incidenza di condizioni, tra cui varie forme di cancro. Si è in gran parte ipotizzato che tali associazioni rintracciano mutazioni genetiche o danni al DNA trasmessi nello sperma di un uomo alla sua progenie. Ma gli studiosi osservano che l'ereditarietà epigenetica potrebbe invece essere coerente con quegli stessi schemi. L'esistenza riconosciuta da molto tempo dell'imprinting genomico negli umani e in altri mammiferi (vedi il blog Psychology Today di Christopher Badcock: http://www.psychologytoday.com/blog/the-imprinted-brain) dimostra che i segni epigenetici sono talvolta trasmessi dal padre alla prole , influenzando i tratti della prole. Il lavoro sperimentale su modelli non umani (come quei ratti sopra) dimostra ulteriormente la plausibilità dell'eredità epigenetica paterna umana. In definitiva, sono necessari studi molecolari per determinare se i segni epigenetici siano alla base dei tratti trasmessi dai padri alla prole.

Nel tentativo di discernere il modo in cui gli uomini lasciano un'impronta paterna distinta, questo corpo di lavoro ci invita a pensare al di fuori delle tipiche scatole genetiche o socioeconomiche. A partire da ora, la prova dell'eredità epigenetica paterna umana è rara, ma provocatoria.

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Riferimenti

Crews, D., et al. (2007). Impronte epigenetiche transgenerazionali sulla preferenza del compagno. Atti della National Academy of Sciences, 104, 5942-5946.

Drake, AJ e Liu, L. (2010). Trasmissione intergenerazionale di effetti programmati: conseguenze sulla salute pubblica. Tendenze in ecologia ed evoluzione, 21, 206-213.

Soudbry, A., Hoyo, C., Jirtle, RL e Murphy, SK (2014). Un lascito ambientale paterno: prova dell'eredità epigenetica attraverso la linea germinale maschile. Bioessays, in stampa.