Una dose moderata di nuova forma di stress favorisce la longevità

“Lo stress della cromatina si riferisce a interruzioni nel modo in cui il DNA è impacchettato nel nucleo della cellula”, ha detto l’autore corrispondente Dr. Weiwei Dang, assistente Professore di genetica molecolare e umana dell’ Huffington Center on Aging e membro del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center  Baylor. “Uno dei fattori che influenza la struttura della cromatina sono le proteine ​​chiamate istoni“.

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Nel nucleo delle cellule, il DNA si avvolge attorno alle proteine ​​istoniche formando una struttura simile a “perline su una corda” chiamata cromatina. Altre proteine ​​si legano lungo la cromatina e la struttura si piega ulteriormente in configurazioni più complicate. “Tutto ciò che coinvolge il DNA dovrebbe avere a che fare con questa struttura della cromatina”, ha spiegato Dang. Ad esempio, quando un particolare gene viene espresso, alcuni enzimi interagiscono con la struttura della cromatina per negoziare l’accesso al gene e tradurlo in proteine. Quando si verifica lo stress cromatinico, la rottura della struttura della cromatina può portare a cambiamenti indesiderati nell’espressione genica, come l’espressione di geni o la mancanza di espressione genica quando dovrebbe verificarsi.

In questo studio, Dang ed i suoi colleghi hanno lavorato in laboratorio con il lievito Saccharomyces cerevisiae per studiare come il dosaggio dei geni istonici avrebbe influito sulla longevità.

Si aspettavano che il lievito geneticamente modificato per trasportare meno copie di alcuni geni dell’istone rispetto al normale o al lievito di controllo, avrebbe riportato alterazioni della cromatina che avrebbero portato il lievito a vivere meno dei controlli.

“Inaspettatamente, abbiamo scoperto che il lievito con meno copie di geni istonici viveva più a lungo dei controlli”, ha detto il primo autore Ruofan Yu, assistente di ricerca in genetica molecolare e umana nel laboratorio di Dang.

Il lievito con una dose moderatamente bassa di geni istonici ha mostrato una moderata riduzione dell’espressione del gene dell’istone e uno stress significativo della cromatina. La loro risposta alla disgregazione della cromatina ha modificato l’attivazione di un numero di geni e alla fine ha promosso la longevità.

Nel precedente lavoro Dang e colleghi avevano dimostrato che nelle cellule in fase di invecchiamento la struttura della cromatina si disgrega progressivamente. Le alterazioni degli istoni, come una diminuzione dei loro livelli proteici, sono una caratteristica del processo di invecchiamento, ma i ricercatori hanno dimostrato che compensando questa diminuzione correlata all’età dei livelli istonici, si prolunga la durata di vita delle cellule di lievito nella fase di invecchiamento. In questo studio i ricercatori hanno scoperto che la riduzione moderata del numero di copie dei geni dell’istone nei giovani lieviti ha anche favorito la longevità.

“Abbiamo identificato una forma di stress precedentemente non riconosciuta e inaspettata che scatena una risposta che avvantaggia l’organismo”, ha detto Yu. “Il meccanismo alla base della risposta allo stress della cromatina generata da una moderata riduzione del dosaggio dell’istone è diverso da quello scatenato dalla sovraespressione degli istoni che abbiamo descritto in precedenza, come dimostrato dai diversi profili delle risposte di espressione proteica”.

Dang, Yu e i loro colleghi hanno scoperto che lo stress della cromatina si verifica anche in altri organismi e che la risposta allo stress della cromatina promuove la longevità.

“I nostri risultati suggeriscono che la risposta allo stress della cromatina, se presente negli esseri umani, potrebbe offrire nuove possibilità di intervenire nel processo di invecchiamento”, ha detto Dang.