Modificazioni epigenetiche in salute e malattia

Sebbene per la maggior parte dei geni ereditiamo una copia da nostra madre e una da nostro padre, non è così per i geni imprintati. A seconda del gene, il gene materno o quello paterno viene silenziato tramite metilazione dei cromosomi.

L’imprinting genomico avviene durante la formazione dei gameti, e ha un ruolo centrale nello sviluppo, poiché garantisce l’espressione genica monoallelica. L’incapacità di mantenere o cancellare questi segni epigenetici causa deregolazione del dosaggio genico e provoca determinate malattie umane chiamate disturbi dell’imprinting.

Gli scienziati impegnati nel progetto INGENIUM, finanziato dall’UE, hanno iniziato a fornire conoscenze fondamentali sull’origine dell’espressione genica specifica dei genitori e sul suo ruolo nell’embriogenesi. A tal fine stanno utilizzando tecnologie di ultima generazione per studiare l’epigenoma, e in particolare identificare i segni della 5-metilcitosina sul genoma. Combinate con studi funzionali di guadagno e perdita di funzione, queste informazioni forniranno conoscenze sui meccanismi della riprogrammazione epigenetica nella fase iniziale dello sviluppo.

Il consorzio mira inoltre a studiare il ruolo delle modificazioni degli istoni nell’imprinting genomico e i meccanismi alla base della sua regolazione. A tal fine hanno scelto specifici loci imprintati, ed esamineranno come l’imprinting genomico è influenzato dalle mutazioni nelle istone metiltransferasi e istone demetilasi.

Per ampliare le loro scoperte ai disturbi dell’imprinting, i ricercatori hanno reclutato grandi coorti di pazienti con la sindrome di Beckwith-Wiedemann e la sindrome di Silver-Russell. Entrambe queste malattie sono associate ai geni imprintati sul cromosoma 11, e per facilitare il loro studio i ricercatori hanno riassunto le mutazioni in modelli murini. Considerata l’importanza dei geni imprintati nella differenziazione delle cellule staminali, il consorzio programma anche di correlare l’espressione genica e le modificazioni epigenetiche nel corso di una riprogrammazione sperimentale delle cellule somatiche.

Nel loro insieme le attività di INGENIUM forniranno conoscenze fondamentali sul ruolo delle dinamiche della cromatina nell’espressione genica. Le scoperte del progetto potrebbero essere ampliate per spiegare l’eziologia di varie malattie.