Come lo stress ambientale dei genitori si può ripercuotere sulle generazioni future

Un recente studio mostra come i fattori di stress ambientale possono influenzare i comportamenti della prole del moscerino della frutta fino a cinque generazioni: le modifiche innescate dall’ambiente possono consentire di ereditare la “memoria” delle esperienze dei genitori


In uno studio pubblicato sulla rivista eLife, i ricercatori della Geisel School of Medicine di Dartmouth hanno esaminato come i fattori di stress ambientale che agiscono sui moscerini della frutta (Drosophila melanogaster) possono influenzare i comportamenti della loro prole.

Quando sono esposte a vespe parassitoidi (Leptopilina heterotoma), che depositano le loro uova dentro le larve del moscerino uccidendole, le femmine di Drosophila melanogaster sono note per spostare la loro preferenza verso alimenti contenenti etanolo come substrato di deposizione delle uova, che protegge le loro larve dalla parassitosi da vespa (Pikaia ne ha parlato qui e qui).

Per lo studio, un gruppo di moscerini della frutta è stato fatto coabitare con le femmine di vespa parassita per quattro giorni prima della raccolta delle uova.Al termine del periodo di esposizione, i moscerini sono stati separati in due gruppi. Dopo la rimozione di tutte le vespe, un gruppo è stato utilizzato per propagare la generazione successiva, mentre il secondo gruppo è stato analizzato per la preferenza per l’etanolo. Gli embrioni del moscerino successivamente sono stati fattisviluppare fino a maturità senza alcun contatto con altri moscerini adulti o vespe e messi a confronto con un gruppo non esposto a vespe (controllo).

I moscerini esposti alla presenza di vespe depongono circa il 94% delle loro uova su cibo a base di etanolo; i dati raccolti hanno mostrato come questo comportamento persiste anche nella loro prole (con il 73% delle uova deposte su alimenti a base di etanolo), anche se quest’ultima non aveva mai avuto un’interazione diretta con le vespe.

Il fatto sorprendentemente, tuttavia, è che questo fattore epigenetico (Pikaia ne ha parlato qui) per la preferenza ereditata per l’etanolo è durata per ben cinque generazioni, tornando poi gradualmente a un livello di esposizione pre-esposizione alle vespe. I ricercatori hanno quindi dedotto che l’eredità per la preferenza all’etanolo non è un cambiamento permanente, ma piuttosto un tratto reversibile in condizioni prive di stress. In presenza di predatori potrebbe essere infatti adattativo modificare il comportamento di deposizione delle uova, anche per alcune generazioni, ma un cambiamento irreversibile potrebbe non essere una soluzione ottimale.

Un dato importante che è emerso dalla ricerca è che uno dei fattori critici che guidano il comportamento preferenziale dell’etanolo è la soppressione del Neuropeptide-F (NPF) che è presente in una regione specifica del cervello della femmina di moscerino. L’inibizione del Neuropeptide-F (NPF) attiva le caspasi che inducono la preferenza transgenerazionale all’etanolo. Inoltre, per la trasmissione di questa preferenza alimentare è necessaria l’eredità di una bassa espressione di NPF in specifiche regioni del cervello (infatti sia i maschi che le femmine sono in grado di trasmettere la preferenza dell’etanolo alla loro progenie).

La scoperta del ruolo che gioca il fattore NPF nel trasmettere un comportamento generato da fattori ambientali di stress è interessante in quanto, correlandolo con il suo omologo NPY presente nei mammiferi, vi è la possibilità che quest’ultimo possa essere determinante per effetti transgenerazionali correlati a disturbi da droga e alcool anche negli esseri umani.

Questi risultati, sottolineano gli scienziati, possono portare ad una maggiore comprensione del ruolo che le esperienze dei genitori giocano, di generazione in generazione, in malattie come le dipendenze.


Fonti
Julianna Bozler, Balint Z Kacsoh, Giovanni Bosco – Geisel School of Medicine at Dartmouth, United States – Transgenerational inheritance of ethanol preference is caused by maternal NPF repression doi:10.7554/eLife.45391

Immagine: André Karwath aka Aka [CC BY-SA 2.5]