Effetto Farfalla per spiegare alcune cause genetiche dell’Autismo

Un nuovo studio suggerisce che le mutazioni nelle regioni del genoma che aiutano a controllare l’attività genetica possono influenzare lo sviluppo dell’autismo...

autismo nuove scoperte sui geni

Un nuovo studio suggerisce che le mutazioni nei geni non correlati all’autismo possono influenzare l’attività dei geni legati al disturbo, grazie a un effetto farfalla che fa avvicinare promotori e geni nel DNA. Questo meccanismo complesso spiega come alcune persone possano sviluppare l’autismo anche senza mutazioni nei geni specifici. L’autismo può essere ereditato o derivare da mutazioni spontanee nel DNA.

Queste mutazioni sono state di recente scoperte nelle sezioni “non-codificanti” dell’acido desossiribonucleico (DNA), che costituiscono circa il 98,5% del genoma. Queste sezioni includono i promotori e sono definite “non-codificanti” perché non contengono istruzioni per la sintesi di proteine, a differenza dei geni.

Fino ad ora, si conosceva poco sull’impatto delle mutazioni nel DNA non-codificante sulla possibilità di sviluppare un disturbo dello spettro autistico (ASD). Questo nuovo studio inizia ad affrontare questa domanda.

Gli autori dello studio hanno analizzato i genomi di oltre 5.000 persone autistiche, insieme a quelli dei loro fratelli non affetti, che hanno agito come gruppo di controllo. Il team si è concentrato specificamente sulle mutazioni non ereditarie. Hanno utilizzato tecniche specializzate per mappare la struttura tridimensionale del genoma e definire i confini delle regioni topologicamente associate (TAD) vicino ai geni legati all’autismo.

Il team ha scoperto una connessione diretta tra l’autismo e i meccanismi di regolazione genetica associati alle TAD, in particolare quelle che contengono geni noti per essere collegati all’autismo.

In alcuni casi, anche una sola modifica nella sequenza del DNA in una regione non-codificante per le proteine poteva aumentare la probabilità di autismo, ha spiegato il dottor Atsushi Takata, uno degli autori dello studio e ricercatore presso il Riken Center for Brain Science in Giappone.

“Questi risultati mostrano che anche una singola variazione nella sequenza del DNA in una regione non-codificante per le proteine può influenzare l’espressione dei geni vicini”, ha affermato il dottor Takata, “il che può a sua volta alterare il profilo complessivo di espressione genica di geni distanti nel

genoma, aumentando il rischio di ASD”.

Takata ha paragonato questo fenomeno all'”effetto farfalla“, dove una piccola variazione nello stato iniziale di un sistema complesso può avere un grande impatto successivamente. Ad esempio, una farfalla che sbatte le ali può causare un tornado a distanza di settimane e chilometri. Allo stesso modo, una sottile mutazione in un promotore può avere un grande effetto sull’espressione genica altrove.

In un esperimento separato su cellule staminali umane, i ricercatori hanno indotto mutazioni specifiche nei promotori delle TAD utilizzando la tecnologia di editing genetico CRISPR. Hanno scoperto che una singola mutazione che riduce l’attività di un promotore può causare cambiamenti nell’attività di un gene legato all’autismo all’interno della stessa TAD. Questo ha contribuito a confermare i risultati precedenti ottenuti sulle persone.

Il dottor Daniel Rader, professore di medicina molecolare presso l’Università della Pennsylvania, che non ha partecipato alla ricerca, ha definito l’articolo “interessante” e ha sottolineato come cerchi di ampliare la comprensione del contributo delle variazioni rare, non ereditarie, al rischio di ASD nelle regioni del genoma non-codificante per le proteine.

Secondo Rader, i risultati potrebbero avere implicazioni terapeutiche poiché potrebbe essere possibile regolare l’attività di specifici promotori per controllare contemporaneamente più geni correlati all’autismo, alleviando così i sintomi dell’ASD. Takada ha aggiunto che i ricercatori sperano di identificare altre mutazioni non codificanti che potrebbero influire sulla probabilità di sviluppare l’autismo.