Il cervello del padre-bambino della madre? Può essere!

Tutti sanno che si ottengono geni da entrambi i genitori e che questo è altrettanto valido perché se una copia è difettosa, spesso si può cavarsela con l'altra. In effetti, l'intero punto della riproduzione sessuale sembra essere quello di creare figli che traggano beneficio dai geni di due genitori, piuttosto che affidarsi semplicemente a uno, come accade nella riproduzione asessuata, clonale.

Ma per quanto questo possa essere vero, ora sappiamo che alcuni geni importanti sono eccezioni e, sebbene siano ereditati da entrambi i genitori nel modo normale, sono espressi solo da una copia. Questi geni improntati sono paradossali per questo motivo e sono i primi candidati a causare problemi se sono difettosi, grazie alla mancanza di un backup. Secondo la teoria del cervello impressa, essi (e altri geni che possono agire in modo simile) sono la causa di malattie mentali che hanno un'origine genetica. In effetti, la teoria implica che se potessi spiegare l'imprinting potresti anche spiegare, non solo come? di malattia mentale, ma anche il perché?

L'imprinting ha un senso evolutivo in termini di ciò che potreste chiamare il Padre del Bambino-Madre? Può essere! Principio Poiché la fecondazione avviene internamente nei mammiferi, la paternità non è mai certa come la maternità: da qui la domanda e i punti esclamativi. Le madri dei mammiferi forniscono il 100% di nutrimento durante la gestazione e l'allattamento, e di solito la stragrande maggioranza durante lo sviluppo della loro prole. L'unico contributo obbligatorio del padre dei mammiferi, al contrario, è un singolo spermatozoo. E poiché la monogamia della vita è molto rara nei mammiferi, non vi è alcuna ragione necessaria per cui un altro figlio di una femmina dovrebbe condividere lo stesso padre nel modo in cui fanno la stessa madre.

Questa estrema asimmetria nella cura dei genitori e degli investimenti significa che, dal punto di vista dei geni paterni in una prole, la gravidanza, l'allattamento e tutte le successive cure materne rappresentano un pranzo libero per il quale il padre non ha bisogno di effettuare alcun pagamento obbligatorio ma da cui il suo benefici della prole. Per la madre, d'altra parte, tutto questo rappresenta un costo enorme che ogni donna che abbia passato la gravidanza e il parto apprezzerà molto bene.

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Questo sembra spiegare l'imprinting in geni come IGF2 , che è impresso maternamente e espresso solo dalla copia del padre. IGF2 sta per fattore di crescita insulino-simile 2 ed è un ormone della crescita, che incoraggia la prole a consumare le risorse materne a vantaggio dei suoi e dei geni di suo padre investiti in esso. In un post precedente, ho sottolineato che ogni ormone ha bisogno di recettori, e nei topi un gene impresso paternamente, Igf2r (per il recettore Igf2 ) costruisce un tipo di recettore per IGF2 che lo asciuga, producendo effetti di crescita (il recettore di tipo 2 in lo schema sotto). In effetti, l' Igf2r espressa in termini materni contraddice e sabota l' Igf2 paternamente espressa, come illustra il diagramma.

Fonte: diagramma C. Badcock dopo Haig, D. e C. Graham. Cella 64, n. 22 marzo 1991: 1045-6.

Casi come questo suggeriscono che dovrebbero esserci circa geni materni e paternamente stampati, ma ora un nuovo studio sulla genetica dei topi mostra un sorprendente pregiudizio a favore dell'espressione paterna. Lo studio ha identificato 95 geni murini con significative prove di imprinting e ha concluso che anche se l'imprinting classico è sotto controllo genetico, è incompleto e rivela uno squilibrio globale che favorisce i geni paterni. I geni impressi erano 1,5 volte più probabilità di essere espressi dal paterno rispetto alla copia materna. Tuttavia, ci sono variazioni in diversi organi, con espressione genica paterna predominante nel cervello ma espressione materna predominante nella placenta.

A prima vista, questo potrebbe sembrare l'opposto di quello che ci si potrebbe aspettare, dato che la placenta è un organo progettato per estrarre risorse dalla madre durante la gestazione. Ma come dimostra il caso di Igf2r , i geni materni possono reagire e sembrano avere una precedenza stabilita nella placenta, almeno nei topi. Quindi che dire del cervello, e perché i geni paterni dovrebbero predominare lì?

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L'illustrazione qui sotto rappresenta uno dei primi e più sorprendenti risultati su cui è stata costruita la teoria del cervello impresso. Questo è che nei topi i geni paterni sono principalmente espressi nelle aree nere – l'ipotalamo e altre parti del cosiddetto cervello limbico – i cui geni materni sono espressi prevalentemente nello striato e nella corteccia, come indicato dal grigio scuro, specialmente nel frontale le zone. Altrove nel cervello del topo, come ci si aspetterebbe, i geni di entrambi i genitori sono espressi in modo uguale (ombreggiatura grigio chiaro). Ancora una volta, uno studio successivo sull'espressione genica nel cervello dei topi ha rilevato che il 40-50% in più di neuroni esprimeva il cromosoma X della madre rispetto a quello del padre nella parte prefrontale e in altre parti della corteccia. Al contrario, non c'era alcuna differenza nell'espressione del cromosoma X nell'ipotalamo. Ha anche riportato un maggior contributo materno durante lo sviluppo, ma più espressione genica paterna in età adulta.

Fonte: disegno: L. Badcock.

La corteccia è enormemente più grande negli umani rispetto al cervello limbico, e questo suggerisce che non è semplicemente il numero di geni parentali che sono espressi che conta, ma dove e come sono espressi. Inoltre, sebbene non possiamo estrapolare direttamente dal topo all'uomo, rimane il fatto che il genoma del mouse assomiglia molto a quello umano, essendo circa della stessa dimensione e avendo equivalenti murini per quasi tutti i geni umani. E dove l'espressione differenziale dei geni impressi è interessata, uno studio ha dimostrato che in 65 famiglie, abilità mediate da lobi corticali frontali strettamente correlate tra bambini e madri piuttosto che padri. Di nuovo, la corteccia prefrontale tende ad essere più grande nelle donne, mentre gli elementi del sistema limbico come l'amigdala e l'ippocampo tendono ad essere più grandi negli uomini. In effetti, sono ancora più grandi nell'autismo ma più piccoli nella schizofrenia, proprio come l'attribuzione della teoria del cervello impressa all'autismo alla paterna e alla psicosi all'espressione genica materna.

Infine, se c'è davvero un pregiudizio a favore dei geni paterni espressi nel cervello, ci potrebbe essere una buona ragione per cui. Il cervello (e quindi il comportamento) può essere influenzato da due direzioni diverse: dal basso verso l'alto attraverso l'espressione genica, o dall'alto verso il basso in termini di input dall'ambiente attraverso i sensi, ed entrambi possono essere molto influenti. Grazie al suo ruolo sociale preminente come primo operatore e pervadente l'influenza ambientale sui suoi figli, la madre dei mammiferi è in una posizione migliore per sfruttare l'influenza dall'alto verso il basso – in altre parole – di quanto lo sia il padre. Non solo i geni della madre possono costruire il cervello di suo figlio dal basso verso l'alto, ma può anche sfruttare il suo ruolo sociale dall'alto in basso per programmare quel cervello in tutti i modi che possono giovare a lei, ad esempio insegnando a un bambino la sua "lingua madre" "E quindi usandolo per istruzioni, comando e controllo della sua progenie. La situazione evolutiva molto diversa del padre dei mammiferi, d'altra parte, probabilmente lo costringerà a fare affidamento sull'influenza dei suoi geni più in basso: la natura, non l'educazione , se vuoi. Certamente, prendendo in considerazione la situazione più semplice nei topi, questo potrebbe spiegare sia il pregiudizio paterno dell'espressione genica nel cervello murino e il suo posticipo fino a quando il periodo di influenza della madre è finito, per non parlare del motivo per cui i geni del padre sono così fortemente espressi in centri del cervello limbico che si occupano di questioni che consumano energia come la fame, la sete e la regolazione del calore.

E più al punto in cui è coinvolta la teoria del cervello impresso, potrebbe naturalmente suggerire una situazione simile nel caso umano. Infatti, come ho concluso in Psicologia Evolutiva già nel volgere del secolo, questa potrebbe essere la base evolutiva della polemica natura / nutrimento amara, in particolare per quanto riguarda il problema più controverso di tutti: la genetica del comportamento, la personalità e la mente

(Grazie a Louis Badcock e alla Wellcome Library, Londra.)