What is epigenetics? - Carlos Guerrero-Bosagna

Cos'è l'epigenetica? - Carlos Guerrero-Bosanga

Traduttore: Maria Elena L Revisore: Silvia Fornasiero

Here's a conundrum:

È un rompicapo:

identical twins originate from the same DNA,

come fanno i gemelli omozigoti, che provengono dallo stesso DNA,

so how can they turn out so different

a risultare così diversi

even in traits that have a significant genetic component?

anche nei tratti che hanno una notevole componente genetica?

For instance, why might one twin get heart disease at 55,

Per esempio, com'è possibile che una donna a 55 anni soffra di cuore,

while her sister runs marathons in perfect health?

mentre la sua gemella è una maratoneta in perfetta salute?

Nature versus nurture has a lot to do with it,

Molto si deve al rapporto natura contro cultura,

but a deeper related answer can be found within something called epigenetics.

ma una risposta più specifica può darla la cosiddetta epigenetica.

That's the study of how DNA interacts

Cioè lo studio dell'interazione tra il DNA

with the multitude of smaller molecules found within cells,

e la moltitudine di molecole più piccole all'interno delle cellule

which can activate and deactivate genes.

che possono attivare o disattivare i geni.

If you think of DNA as a recipe book,

Paragonando il DNA a un libro di ricette,

those molecules are largely what determine what gets cooked when.

quelle molecole servono a decidere cosa e quando viene cotto.

They aren't making any conscious choices themselves,

Queste decisioni non sono volontarie,

rather their presence and concentration within cells makes the difference.

ma dipendono da presenza e concentrazione di queste molecole nella cellula.

So how does that work?

In che modo?

Genes in DNA are expressed when they're read and transcribed into RNA,

Nel DNA i geni sono espressi quando sono letti e trascritti in RNA,

which is translated into proteins by structures called ribosomes.

usato da strutture dette ribosomi per sintetizzare le proteine.

And proteins are much of what determines a cell's characteristics and function.

Le proteine determinano caratteristiche e funzioni di una cellula.

Epigenetic changes can boost or interfere with the transcription of specific genes.

Cambiamenti epigenetici possono promuovere o alterare la trascrizione dei geni.

The most common way interference happens is that DNA,

L'alterazione più frequente è che al DNA,

or the proteins it's wrapped around,

o alle proteine che lo circondano,

gets labeled with small chemical tags.

si attacchino piccole etichette chimiche.

The set of all of the chemical tags that are attached to the genome

L'insieme di tutte queste etichette attaccate al genoma

of a given cell

di una specifica cellula

is called the epigenome.

è chiamato epigenoma.

Some of these, like a methyl group, inhibit gene expression

Alcune, come i gruppi metilici, inibiscono l'espressione dei geni

by derailing the cellular transcription machinery

deragliando l'apparato di trascrizione cellulare

or causing the DNA to coil more tightly,

o causando il maggiore attorcigliamento del DNA,

making it inaccessible.

rendendolo così inaccessibile.

The gene is still there, but it's silent.

I geni sono sempre lì ma ora sono silenti.

Boosting transcription is essentially the opposite.

Invece per promuovere la trascrizione avviene il contrario.

Some chemical tags will unwind the DNA, making it easier to transcribe,

Delle etichette chimiche srotolano il DNA e ne rendono più facile la trascrizione,

which ramps up production of the associated protein.

che a sua volta incrementa la produzione di quella relativa proteina.

Epigenetic changes can survive cell division,

I cambiamenti epigenetici possono resistere alle divisioni cellulari,

which means they could affect an organism for its entire life.

quindi potrebbero influire sull'intera vita di un organismo.

Sometimes that's a good thing.

A volte questo è un bene.

Epigenetic changes are part of normal development.

I cambiamenti epigenetici sono parte del normale sviluppo.

The cells in an embryo start with one master genome.

Le cellule di un embrione partono con un genoma originale.

As the cells divide, some genes are activated

Durante la divisione cellulare alcuni geni vengono attivati

and others inhibited.

e altri inibiti.

Over time, through this epigenetic reprogramming,

Col tempo, con questa riprogrammazione epigenetica,

some cells develop into heart cells,

alcune cellule diventano cellule cardiache,

and others into liver cells.

e altre andranno a formare il fegato.

Each of the approximately 200 cell types in your body

Ognuna delle circa 200 tipi di cellule del nostro corpo

has essentially the same genome

ha in pratica lo stesso genoma

but its own distinct epigenome.

ma il proprio singolare epigenoma.

The epigenome also mediates a lifelong dialogue

L'epigenoma, per tutta la vita, permette inoltre il dialogo

between genes and the environment.

tra i geni e l'ambiente.

The chemical tags that turn genes on and off

Le etichette chimiche che spengono e accendono i geni

can be influenced by factors including diet,

possono essere influenzate da fattori come dieta,

chemical exposure,

agenti chimici,

and medication.

e farmaci.

The resulting epigenetic changes can eventually lead to disease,

I relativi cambiamenti epigenetici possono infine causare malattie,

if, for example, they turn off a gene that makes a tumor-suppressing protein.

nel caso spengano un gene che produce una proteina che sopprime i tumori.

Environmentally-induced epigenetic changes are part of the reason

Cambiamenti epigenetici dovuti all'ambiente sono in parte la causa

why genetically identical twins can grow up to have very different lives.

per cui gemelli geneticamente identici possono avere vite molto diverse.

As twins get older, their epigenomes diverge,

Col passare degli anni cambia il loro epigenoma,

affecting the way they age and their susceptibility to disease.

influendo sul loro invecchiamento e sulla predisposizione ad ammalarsi.

Even social experiences can cause epigenetic changes.

Anche le esperienze sociali possono causare cambiamenti epigenetici.

In one famous experiment,

In un famoso esperimento,

when mother rats weren't attentive enough to their pups,

se le madri ratto non si curavano abbastanza dei propri cuccioli,

genes in the babies that helped them manage stress were methylated

i geni dedicati alla gestione dello stress in quei ratti erano metilati,

and turned off.

e quindi spenti.

And it might not stop with that generation.

E potrebbe non finire con quella generazione.

Most epigenetic marks are erased when egg and sperm cells are formed.

Molti marker epigenetici vengono eliminati quando si formano ovuli e spermatozoi.

But now researchers think that some of those imprints survive,

Ma ora i ricercatori credono che alcune di quelle tracce sopravvivano,

passing those epigenetic traits on to the next generation.

e tramandino quei tratti epigenetici alla generazione seguente.

Your mother's or your father's experiences as a child,

Le esperienze d'infanzia di entrambi i nostri genitori,

or choices as adults,

o le loro scelte da adulti,

could actually shape your own epigenome.

potrebbero davvero modellare il nostro epigenoma.

But even though epigenetic changes are sticky,

I cambiamenti epigenetici sono di solito fissi

they're not necessarily permanent.

ma non necessariamente permanenti.

A balanced lifestyle that includes a healthy diet,

Uno stile di vita equilibrato che includa una dieta sana,

exercise,

esercizio fisico,

and avoiding exposure to contaminants

e la mancata esposizione ad agenti contaminanti

may in the long run create a healthy epigenome.

potrebbe a lungo termine creare un epigenoma sano.

It's an exciting time to be studying this.

È un momento emozionante per lo studio di questo fenomeno.

Scientists are just beginning to understand

Gli scienziati iniziano solo ora a capire

how epigenetics could explain mechanisms of human development and aging,

come l'epigenetica possa spiegare i processi di sviluppo e invecchiamento,

as well as the origins of cancer,

nonché l'origine di cancro,

heart disease,

malattie cardiache,

mental illness,

malattie mentali,

addiction,

dipendenza,

and many other conditions.

e molte altre patologie.

Meanwhile, new genome editing techniques are making it much easier

Nel mentre, con i nuovi metodi è molto più facile modificare il genoma

to identify which epigenetic changes really matter for health and disease.

e individuare i cambiamenti epigenetici responsabili di salute e malattia.

Once we understand how our epigenome influences us,

Una volta compreso in che modo siamo influenzati dall'epigenoma,

we might be able to influence it, too.

potremmo essere in grado di influenzarlo a nostra volta.