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FitoNutriEpigenetica…………………….
L’omeostasi cellulare è regolata da complessi
meccanismi che comprendono anche la regolazione
dell’espressione genica da parte dei fattori
epigenetici, responsabile della preservazione di
patterns di espressione genica per di differenti tipi
di cellule.
Bird, A. (2007). Perceptions of epigenetics. Nature 447, 396–398.
Jaenisch, R., and Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene expression:
How the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nat Genet
33 Suppl, 245–254.
Il codice epigenomico, interagendo col DNA,
condiziona diversi fenomeni biologici che riguardano
ogni cellula e l’organismo:
Sviluppo
Lunyak, V. V., and Rosenfeld, M. G. (2008). Epigenetic regulation of stem cell
fate. Hum Mol Genet 17, R28–R36.
Chen, L., and Daley, G. Q. (2008). Molecular basis of pluripotency. Hum Mol
Genet 17, R23–R27.
Invecchiamento
Patologie
Choi, S. W., Friso, S., Keyes, M. K., and Mason, J. B. (2005). Folate supplementation
increases genomic DNA methylation in the liver of elder rats. Br J Nutr 93, 31–35.
Fraga, M. F., and Esteller, M. (2007). Epigenetics and aging: The targets and
the marks. Trends Genet 23, 413–418.
Jones, P. A., and Baylin, S. B. (2002). The fundamental role of epigenetic events in cancer. Nat Rev Genet 3, 415–
428.
Laird, P. W. (2003). The power and the promise of DNA methylation markers. Nat Rev Cancer 3, 253–266.
Infatti, gemelli monozigoti hanno stesso codice
genetico ma diversa predisposizione alle malattie
Fraga, M. F., Ballestar, E., Paz, M. F., Ropero, S., Setien, F., Ballestar, M. L., Heine-Suner, D., Cigudosa, J. C.,
Urioste, M., Benitez, J., Boix-Chornet, M., Sanchez-Aguilera, A., Ling, C., Carlsson, E., Poulsen, P., Vaag, A.,
Stephan, Z., Spector, T. D., Wu, Y. Z., Plass, C., and Esteller, M. (2005). Epigenetic differences arise during the
lifetime of monozygotic twins. Proc Natl Acad Sci USA 102, 10604–10609.
Robertson, K. D., and Wolffe, A. P. (2000). DNA methylation in health and disease. Nat Rev Genet 1, 11–19.
Ogni cellula e tessuto interpreta il proprio patrimonio
genetico attraverso l’epigenetica.
Il mappaggio del codice genetico, infatti, ha rappresentato
soltanto l’inizio del progresso nella conoscenza della
funzione genica, non essendo in grado le aberrazioni
genetiche di spiegare la genesi di molti processi fisiologici
e patologici.
Egger, G., Liang, G., Aparicio, A., and Jones, P. A. (2004). Epigenetics in human disease and
prospects for epigenetic therapy. Nature 429, 457–463.
I principali meccanismi con cui l’epigenoma regola l’espressione
genica sono:
 Metilazione DNA
 Modificazione post traslazionale degli istoni
Altri meccanismi:
 Imprinting genomico
 Inattivazione cromosoma X
 Piccoli e non codificanti RNA
 Regolazione del pattern di rimodellamento del nucleosoma
Turner, B. M. (2007). Defining an epigenetic code. Nat Cell Biol 9, 2–6.
Metilazione del DNA e Modificazione degli
istoni sono strettamente connessi in una
complessa relazione nella struttura
nucleosomica
Kouzarides, T. (2007). Chromatin modifications and their function. Cell 128, 693–705.
Goldberg, A. D., Allis, C. D., and Bernstein, E. (2007). Epigenetics: A landscape takes shape. Cell
128, 635–638.
Bernstein, B. E., Meissner, A., and Lander, E. S. (2007). The mammalian epigenome. Cell 128, 669–
681.
La modificazione della struttura della
cromatina, regolata dai meccanismi
epigenetici, condiziona la posizione di
accensione o spegnimento dei geni
Tong, J. K., Hassig, C. A., Schnitzler, G. R., Kingston, R. E., and Schreiber, S. L. (1998). Chromatin deacetylation by
an ATP-dependent nucleosome remodeling complex. Nature 395, 917–921.
L’alimentazione può interferire con numerosi
steps epigenetici per condizionare la macchina
epigenetica
Ross, S. A. (2003). Diet and DNA methylation interactions in cancer prevention. Ann NY Acad Sci 983, 197–
207.
I cambiamenti epigenetici del DNA, malgrado
siano dinamici perché modificabili da fattori
ambientali, sono ereditabili
Wolffe, A. P. (1994). Inheritance of chromatin states. Dev Genet 15, 463–470.
Wolffe, A. P., and Matzke, M. A. (1999). Epigenetics: Regulation through repression. Science 286, 481–486.
Tutte le cellule e tutti i tessuti hanno uno
specifico profilo epigenetico che è stato
responsabile della differenziazione e che
stabilizza le differenze
Anche cellule normali e cellule maligne hanno
un loro specifico e differente profilo epigenetico
che non incide sulla sequenza dei nucleotidi
che formano il DNA, ma è responsabile della
funzione e della stabilità oltre che prevenire
alterazioni e traslocazioni genetiche, tipiche
delle cellule maligne (26-28).
Baylin, S. B., Esteller, M., Rountree, M. R., Bachman, K. E., Schuebel, K., and Herman, J. G. (2001). Aberrant
patterns of DNA methylation, chromatin formation and gene expression in cancer. Hum Mol Genet 10, 687–692.
Esteller, M. (2008). Epigenetics in cancer. N Engl J Med 358, 1148–1159.
Jones, P. A., and Baylin, S. B. (2007). The epigenomics of cancer. Cell 128, 683–692.
L’alimentazione incide anche sull’pigenetica
dello sviluppo embriologico e
dell’invecchiamento
Traslocazione genetica=
aberrazione cromosomica per
errato scambio di parti di
cromosomi non omologhi durante
il riarrangiamento cromosomico:
intracromosomica o
intercromosomica.
Numerosi componenti bioattivi degli alimenti
agiscono come fattori epigenetici.
La dinamicità dell’epigenetica e la capacità
dell’alimentazione di agire da fattore epigenetico
sottolinea l’importanza degli alimenti consumati
nell’influenzare il nostro stato di salute o di
malattia.
Numerosi geni controllano il destino cellulare che
va dalla differenziazione alla proliferazione
all’apoptosi (morte cellulare programmata) (29)
Wiseman, M. (2008). The second World Cancer Research Fund/American Institute for Cancer Research expert report. Food,
nutrition, physical activity, and the prevention of cancer: A global perspective. Proc Nutr Soc 67, 253–256.