La diversità genetica, cioè il contenuto dei geni stessi, rende già ognuno di noi unico. Ma ciò che distingue cellule diverse con lo stesso DNA è l'espressione genica: quali geni sono "attivi" e quando. L'espressione genica è ciò che consente alle cellule della pelle di apparire e funzionare in un modo completamente diverso dalle cellule nervose, ed è così che tutti i tessuti del tuo corpo possono svilupparsi dalla singola cellula di an embrione.
Ora, però, gli scienziati stanno iniziando a capire quanto l'ambiente possa avere un impatto sui geni espressione e come le esperienze che alterano l'espressione genica nelle prime fasi della vita possono avere impatti duraturi in età adulta. L'espressione genica potrebbe collegare "natura" e "educazione" in modi sorprendenti (e ancora misteriosi).
Geni, esprimi te stesso
Le tue cellule devono essere in grado di attivare e disattivare i geni per comportarsi correttamente. Prendi una cellula staminale nervosa, che alla fine si svilupperà in un neurone o cellule nervose. Ha bisogno di sopprimere i geni che mantengono la cellula in uno stato "simile a un gambo" e iniziare a esprimere i geni necessari per diventare più simili ai nervi. Questo processo, chiamato neurogenesi, si verifica durante tutto il tuo sviluppo embrionale e nell'età adulta (in un processo chiamato, hai indovinato, neurogenesi adulta).
Quali sono le cause dei cambiamenti nell'espressione genica?
Alcuni cambiamenti nell'espressione genica sembrano essere "cablati" e iniziano a verificarsi quasi immediatamente durante lo sviluppo. Entrano anche altri fattori biologici. I tuoi livelli ormonali, ad esempio, possono influenzare il modo in cui vengono espressi i tuoi geni. Questo è importante per lo sviluppo in un maschio o una femmina in utero e influisce anche sulla pubertà, sulla crescita dei capelli, sulla fertilità e su altri fattori per tutta la vita.
I cambiamenti nell'espressione genica potrebbero anche essere guidati dall'esposizione a sostanze chimiche nel tuo ambiente. Ad esempio, l'esposizione a mutageni (sostanze chimiche che causano mutazioni genetiche) può aumentare o diminuire di quanto viene espresso un gene e i conseguenti cambiamenti anormali nell'espressione genica sono collegati a malattie come cancro. L'esposizione all'alcol, ad esempio, può innescare cambiamenti nell'espressione genica che influiscono sullo stato nutrizionale, contribuendo a carenze nutrizionali. E le mutazioni genetiche ereditate potrebbero anche aumentare o diminuire l'espressione dei tuoi geni.
Quanto a Come le tue cellule controllano l'espressione genica, ci sono alcuni modi per aumentare o diminuire l'espressione. Una chiave è la metilazione del DNA, un modo per sopprimere i geni. Più un gene è metilato, meno può essere espresso; al contrario, la demetilazione aumenta l'espressione del DNA. I riferimenti 1 e 2 hanno buone informazioni di base su questo.
Quindi, come si inserisce la tua educazione?
Si scopre che anche le esperienze di vita possono avere un impatto sulla tua espressione genica. E una nuova ricerca suggerisce che le esperienze della prima infanzia, anche quelle troppo precoci per essere ricordate, potrebbero influenzare il tuo cervello per il resto della tua vita.
Nuova ricerca pubblicato nel Scienza ha esaminato come lo stile materno ha influenzato il cervello dei topi in via di sviluppo per rispondere alla domanda su come la natura e l'educazione possono scontrarsi per influenzare il comportamento. La base dell'esperimento era semplice: osservare lo stile materno di diversi topi e poi vedere come la maternità è diversa stili (attento, negligente) influenzerebbero l'espressione di un gene, chiamato L1, nel centro emotivo della prole cervello. Per aiutare a escludere le differenze genetiche (perché, ricorda, i geni ereditati possono influenzare l'espressione genica) gli scienziati ha anche scambiato parte della cucciolata, così un cucciolo di una madre negligente sarebbe stato allevato da una premurosa, o vizio versa.
I ricercatori hanno scoperto che i topi allevati da una madre attenta avevano meno metilazione sul loro gene L1 - in altre parole, il gene era meno soppresso - rispetto ai topi allevati da quelli negligenti. Ciò era vero anche nei topi scambiati, suggerendo che il livello di metilazione (il livello di soppressione genica) era correlato all'educazione dei topi, piuttosto che a un fattore genetico ereditato.
Che cosa significa tutto questo?
Questi risultati rispecchiano ciò che gli scienziati hanno visto in precedenza nei bambini: i bambini che sono stati trascurati durante l'infanzia hanno modelli di metilazione diversi rispetto ai bambini cresciuti da genitori attenti. Ma la ricerca è ancora agli inizi e gli autori dello studio sui topi non sono sicuri se questi cambiamenti in L1 metilazione sono anche legate a cambiamenti nella funzione cognitiva, o qualsiasi altro neurologico o psicologico i problemi.
Tuttavia, capire come si sviluppano queste differenze nella metilazione e quali geni sono più importanti cruciale da tenere d'occhio, ci aiuterà a capire meglio come la natura e l'educazione interagiscono per influenzare il nostro comportamento. E questo potrebbe, un giorno, aiutare i medici a trattare in modo più efficace i problemi di salute mentale che possono derivare dalla negligenza.