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