Cómo se transmite la longevidad
Caenorhabditis elegansFLICKR, SNICKCLUNK
La duración de nuestra vida puede depender no solo de nuestra genética y el medio ambiente, sino también de nuestros ancestros’ epigenética también, sugiere un estudio publicado hoy (19 de octubre) en Nature. Los investigadores descubrieron que las modificaciones epigenéticas que prolongan la vida útil de los gusanos se pueden transmitir de generación en generación.
Se ha informado sobre la herencia epigenética transgeneracional para una variedad de rasgos en varias especies: el color de las flores en las plantas, Por ejemplo, se sabe que el color de los ojos en Drosophila y el color del pelaje en los ratones se heredan epigenéticamente. Pero “esta es la primera vez que esto se relaciona con la longevidad” dijo el genetista molecular William Kelly, que investiga la organización de la cromatina y el mantenimiento de la línea germinal en la Universidad de Emory, pero que no participó en el estudio.
La forma en que la longevidad está regulada genéticamente se ha estudiado ampliamente en el organismo modelo Caenorhabditis elegans durante las últimas tres décadas. A…
Más recientemente, Anne Brunet, profesora asociada de genética en la Escuela de Medicina de Stanford, descubrió que las mutaciones en un complejo modificador de la cromatina también aumentaron significativamente la esperanza de vida en C. elegante. El complejo, conocido como complejo de trimetilación de histona H3 lisina 4 (H3K4me3), es responsable de metilar una proteína de empaquetamiento de cromatina llamada histona H3. Esta metilación a menudo se asocia con el aumento de la expresión de genes en la vecindad.
Cuando Brunet y sus colegas derribaron miembros del complejo H3K4me3, como el WDR-5 y SET-2ampliaron C. elegans hasta en un 30 por ciento, lo que sugiere que los cambios epigenéticos regulados por el complejo controlan genes relacionados con la esperanza de vida.
Básicamente pensamos que la razón por la que esos gusanos viven más es porque tienen menos de esta marca H3K4 en loci específicos del genoma, explicó Brunet. Eso probablemente resulte en cambios en la expresión de algunos genes, como los que regulan el proceso de envejecimiento, agregó.
La posibilidad de que tales cambios puedan afectar la longevidad, además de la observación de que el complejo H3K4me3 podría actuar en la línea germinal, llevó al estudiante graduado de Brunet en ese momento, Eric Greer (ahora un postdoctorado en la Escuela de Medicina de Harvard) a preguntarse si los efectos complejos podrían heredarse epigenéticamente a través de múltiples generaciones.
Para probar esto, cruzó gusanos de larga vida con mutaciones nocivas en WDR-5 o SET-2 con individuos normales de tipo salvaje, y seleccionó la progenie que tenía una composición genética de tipo salvaje, es decir. ., aquellos gusanos que no habían heredado la mutación. Esto permitió a los investigadores eliminar de manera efectiva la mutación genética y buscar marcas de metilación H3K4 persistentes en el genoma.
Para su gran sorpresa, los investigadores observaron que la esperanza de vida aún se extendía entre un 25 y un 30 por ciento en la tercera generación de gusanos descendió del gusano mutado, a pesar de que eran genéticamente idénticos a los individuos de tipo salvaje que vivieron un período de tiempo normal. (Se obtuvieron resultados similares con un tercer componente del complejo H3K4me3 llamado ASH-2, aunque los investigadores tuvieron que emplear una metodología diferente debido a la falta de mutantes viables de ASH-2 gusanos.) Los resultados sugieren que, de hecho, hay un componente epigenético, en lugar de genético, de la extensión de la vida útil que se puede transmitir de padres a hijos.
Los análisis de expresión génica confirmaron además que los gusanos que descendieron de los el cruce mutante-tipo salvaje exhibió un perfil de expresión génica alterado similar al padre mutante original, a pesar de que tenían una composición genética de tipo salvaje. Por lo tanto, parece que parte de la programación epigenética defectuosa de los gusanos mutantes no se restablecía en la línea germinal y, como resultado, se transmitía a las generaciones posteriores.
Una cantidad significativa de genes con expresión alterada intervinieron en el metabolismo, un proceso íntimamente relacionado con el envejecimiento. Si juegas con el metabolismo, juegas con la longevidad, dijo Kelly.
Curiosamente, no se observó una extensión de la vida útil en la cuarta generación de gusanos de tipo salvaje descendientes de los mutantes. Tal vez habríamos esperado que el efecto se desvaneciera gradualmente, pero de hecho parece estar desapareciendo de una manera más abrupta, explicó Brunet. No sabemos por qué, pero tal vez haya un mecanismo epigenético de tipo umbral.
Actualmente, el equipo de Brunets se está enfocando en comprender las funciones de los genes expresados diferencialmente, muchos de los cuales no se han estudiado antes. y cómo se relacionan con el envejecimiento.
Es bien sabido que el envejecimiento está regulado por genes que heredamos de nuestros padres, y también es bien sabido que el envejecimiento está regulado por el medio ambiente, dijo Brunet. Pero tal vez el envejecimiento también esté regulado por lo que nuestros padres y abuelos hicieron durante su vida.
EL Greer et. al., «Herencia epigenética transgeneracional de la longevidad en Caenorhabditis elegans«, Nature, doi:10.1038/nature10572, 2011.
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