La diversità genetica - cioè il contenuto dei geni stessi - rende già ognuno di noi unico. Ma ciò che distingue le diverse cellule con lo stesso DNA è l'espressione genica: quali geni sono "attivi" e quando. L'espressione genica è ciò che permette alle cellule della pelle di apparire e funzionare in un modo completamente diverso dalle cellule nervose, ed è come tutti i tessuti del tuo corpo possono svilupparsi dalla singola cellula di un embrione.

Ora, però, gli scienziati stanno iniziando a capire quanto l'ambiente possa influire sull'espressione genica e su come le esperienze che alterano l'espressione genica nella prima fase della vita possono avere impatti duraturi nell'età adulta. L'espressione genica potrebbe collegare "natura" e "nutrimento" in modi sorprendenti (e ancora misteriosi).
Geni, esprimiti

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 "staminale" e iniziare a esprimere i geni necessari per diventare più nervosi. Questo processo, chiamato neurogenesi, si verifica durante il tuo sviluppo embrionale e nell'età adulta (in un processo chiamato, hai indovinato, neurogenesi adulta).
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Alcuni cambiamenti nell'espressione genica sembrano essere "hard-wired" e iniziano a verificarsi quasi immediatamente durante lo sviluppo. Anche altri fattori biologici entrano in gioco. I tuoi livelli ormonali, ad esempio, possono influenzare il modo in cui i tuoi geni sono espressi. Questo è importante per lo sviluppo in un maschio o una femmina in utero, e influenza anche la pubertà, la crescita dei capelli, la fertilità e altri fattori durante la vita.

I cambiamenti nell'espressione genica potrebbero anche essere guidati dall'esposizione alle sostanze chimiche nel tuo ambiente. Ad esempio, l'esposizione a mutageni (sostanze chimiche che causano mutazioni genetiche) può aumentare o diminuire la quantità di un gene che viene espresso e i conseguenti cambiamenti anormali nell'espressione genica sono collegati a malattie come il cancro. L'esposizione all'alcol, ad esempio, può innescare cambiamenti nell'espressione genica che influenzano lo stato nutrizionale, contribuendo alle carenze nutrizionali. E le mutazioni genetiche ereditarie potrebbero anche aumentare o diminuire l'espressione dei tuoi geni.

Per quanto riguarda 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.
Così come si inserisce la tua educazione?

A quanto pare, le esperienze di vita possono influire anche sull'espressione genica. E una nuova ricerca suggerisce che le esperienze della prima infanzia, anche quelle troppo presto per ricordare, potrebbero influenzare il cervello per il resto della tua vita.

Una nuova ricerca pubblicata in Scienza - ha esaminato il modo in cui lo stile di maternità il cervello di sviluppare topi per capire come la natura e l'educazione possano entrare in collisione per influenzare il comportamento. La base dell'esperimento era semplice: osservare lo stile materno di diversi topi, e poi vedere come diversi stili materni (attenti, trascurabili) influenzerebbero l'espressione di un gene, chiamato L1, nel centro emozionale del cervello della prole. Per aiutare a escludere le differenze genetiche (perché, ricorda, i geni ereditati possono influenzare l'espressione genica), gli scienziati hanno anche scambiato parte della lettiera, quindi un cucciolo di madre negligente sarebbe stato allevato da una persona attenta, o viceversa.

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. Questo era vero anche nei topi scambiati per rifiuti, 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?

Questi risultati rispecchiano quello che gli scienziati hanno visto in precedenza nei bambini - che i bambini che sono stati trascurati durante l'infanzia hanno diversi schemi di metilazione rispetto ai bambini allevati da genitori attenti. Ma la ricerca è ancora in anticipo e gli autori dello studio sui topi non sono sicuri se questi cambiamenti nella metilazione L1 siano anche legati a cambiamenti nelle funzioni cognitive o ad altri problemi neurologici o psicologici.

Tuttavia, la comprensione come queste differenze di metilazione si sviluppino e quali geni siano più cruciali da osservare, ci aiuteranno a capire meglio come la natura e l'educazione interagiscono per influenzare il nostro comportamento. E questo, un giorno, potrebbe aiutare i medici a trattare in modo più efficace i problemi di salute mentale che possono derivare dall'abbandono.