Un nuovo studio rivela come la dieta modella il comportamento ereditario
La vitamina B12 è in grado di guidare i cambiamenti comportamentali ereditati da una generazione all'altra
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Un team di ricercatori del Dipartimento di Biologia Evolutiva Integrativa del Max Planck Institute for Biology di Tubinga ha scoperto che la vitamina B12 svolge un ruolo chiave nella trasmissione dei ricordi comportamentali attraverso le generazioni. Lo studio mostra per la prima volta come una sostanza nutritiva della dieta possa, senza alterare il genoma, influenzare il comportamento su più generazioni.
È noto da tempo che le condizioni ambientali possono modellare il modo in cui i tratti vengono ereditati, un fenomeno noto come eredità epigenetica transgenerazionale. Tuttavia, i segnali molecolari responsabili della codifica di questa "memoria" biologica sono rimasti in gran parte sconosciuti.
In questo nuovo studio, gli scienziati hanno utilizzato il nematode Pristionchus pacificus, un microscopico verme rotondo capace di flessibilità nello sviluppo. A seconda della dieta, Pristionchus può modificare la struttura della bocca e adottare uno stile di vita predatorio, nutrendosi di altri nematodi.
Quando i Pristionchus sono stati nutriti con il batterio Novosphingobium, si sono sviluppati esclusivamente nella forma predatoria. È interessante notare che questa maggiore tendenza alla predazione si è mantenuta per più generazioni anche dopo che i vermi sono stati riportati alla loro dieta standard.
Il team di ricerca ha identificato nella vitamina B12, un metabolita prodotto dal batterio, il fattore chiave di questo effetto ereditario. Quando Novosphingobium è stato geneticamente modificato per bloccare la produzione di vitamina B12, la memoria transgenerazionale della predazione è andata persa. La reintroduzione della vitamina B12 ha ripristinato l'effetto, dimostrando che la vitamina B12 è necessaria e sufficiente per questa forma di ereditarietà.
Ulteriori esperimenti hanno rivelato che la vitamina B12 agisce in modo dipendente dalla concentrazione e segnala attraverso la metionina sintasi, un enzima essenziale nel metabolismo cellulare in cui la vitamina B12 funziona come cofattore critico.
Oltre al suo ruolo metabolico, si è scoperto che la vitamina B12 aumenta i livelli di vitellogenina, una proteina del tuorlo responsabile del trasporto dei nutrienti dalla madre alla prole, attraverso le generazioni. I vermi privi del recettore della vitellogenina, responsabile dell'assorbimento delle proteine del tuorlo negli ovociti, non hanno mostrato il comportamento predatorio ereditato. Ciò dimostra che la memoria transgenerazionale indotta dalla vitamina B12 agisce attraverso l'apporto di nutrienti materni da parte delle madri alla loro prole.
"I nostri risultati dimostrano che la vitamina B12 non influisce semplicemente sull'individuo che la consuma, ma può plasmare la biologia delle generazioni future", afferma Shiela Pearl Quiobe, ricercatrice di dottorato che ha lavorato al progetto "Questo rivela un legame molecolare diretto tra dieta, metabolismo e tratti ereditari".
Lo studio evidenzia un esempio eclatante di plasticità fenotipica, in cui gli organismi adattano i loro tratti in risposta alle condizioni ambientali. In ambienti in rapido cambiamento o con risorse limitate, come quelli incontrati da P. pacificus in natura, la capacità di trasmettere tratti adattivi come la predazione può aumentare significativamente la sopravvivenza e il successo riproduttivo.
"Questi risultati dimostrano come le risposte ambientali immediate possano essere estese alle generazioni, influenzando potenzialmente le traiettorie evolutive", aggiunge Ata Kalirad, postdoc presso il Dipartimento di Biologia evolutiva integrativa.
Nonostante questi progressi, rimangono delle domande fondamentali. La quantità precisa di vitamina B12 trasferita nei tessuti e negli embrioni dei nematodi è ancora sconosciuta e la ricerca in corso mira a comprendere meglio il ruolo della vitellogenina. I ricercatori ipotizzano che queste proteine del tuorlo possano agire come hub di trasporto centrale, trasportando non solo i nutrienti ma anche altre molecole, come lipidi e piccoli RNA, che potrebbero contribuire ai tratti ereditari.
Questo lavoro rappresenta un passo fondamentale verso la comprensione del modo in cui i segnali ambientali vengono convertiti in informazioni biologiche ereditabili, con implicazioni che vanno oltre i nematodi e riguardano questioni più ampie di nutrizione, sviluppo ed ereditarietà.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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