Epigenetica

Epigenetica
e
Invecchiamento
Letizia Tarantini
Dipartimento di Scienze Cliniche e di Comunità, Università degli Studi di Milano
e Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico
‘Clinica del Lavoro L.Devoto’
DNA
Molecola depositaria dell’informazione genetica,
regola la trasmissione dei caratteri ereditari
Genetica ed Epigenetica
• Genetica: studia la trasmissione dei
caratteri ereditari da una generazione
all’altra
• Epigenetica (Epi= dal greco, «sopra»):
studia i cambiamenti che influenzano il
fenotipo senza alterare il genotipo.
Modificazioni ereditabili che variano
l’espressione genica pur non alterando la
sequenza del DNA
Un esempio…musicale!
DNA
Fenotipo
Modificazioni
Epigenetiche
Epigenetica e ambiente
Le modificazioni epigenetiche sono sensibili all’ambiente
La metilazione del DNA
Aggiunta di un gruppo metile al nucleotide della Citosina
Aumento del grado di compattezza del DNA
La metilazione del DNA
• Gene-specifica: a livello di specifici
geni  spegne/accende l’espressione
genica
• Globale :del genoma nel suo
complesso  aumenta/diminuisce la
compattezza del DNA
Sequenze ripetute del DNA
• Sequenze di basi presenti molte volte una di seguito all’altra
• Tra queste:
- Alu >1,100K/genoma
- LINE1 >500K /genoma
• Alu/LINE1 sono marcatamente metilati (+ di 1/3 della
metilazione negli elementi ripetuti)
• La metilazione di Alu/LINE1 è correlata con la metilazione del
genoma
Rappresentano un buon marker di metilazione globale
Metilazione ed invecchiamento
Lunghezza del telomero
TELOMERO: regione terminale del cromosoma composta
di sequenze altamente ripetute, che non
codifica per alcuna proteina
La lunghezza dipende da:
• Età
• Fattori ereditari
• Fattori ambientali
• Stile di vita
Protegge da:
• Perdita dell’informazione
genetica
• Degradazione nucleolitica
del DNA
• Fusione tra estremità di
cromosomi diversi
L’accorciamento del telomero
Il telomero si accorcia ad ogni divisione cellulare
• Rappresenta l’orologio biologico per la cellula
• ETA’ ANAGRAFICA ≠ ETA’ BIOLOGICA
• Può essere considerato un biomarker dell’invecchiamento
Metodi
1. Prelievo di sangue (circa 500 soggetti arruolati)
2. Separazione tramite centrifugazione delle cellule bianche
del sangue (buffy coat)
3. Estrazione DNA dalle cellule bianche del sangue
4. Quantificazione del DNA (mediante spettrofotometria)
5 a.
Metilazione
DNA
(ALU-LINE1)
1.
3.
2.
5 b.
Lunghezza
telomero
Analisi della metilazione
1. Trattamento con bisolfito di sodio
2. Amplificazione di sequenze ripetute del DNA (PCR)
3. Sequenziamento mediante pyrosequencing
2.
1.
3.
Misura della lunghezza del telomero
1. Amplificazione sequenze telomeriche con
PCR quantitativa Real Time qPCR
2. Emissione fluorescenza proporzionale alla
lunghezza del telomero
Lavori in corso…
INTERVENTI DI
PREVENZIONE