Galline e citosine

L’importanza delle modificazioni epigenetiche nel processo di domesticazione del pollo

Le galline furono domesticate a partire dal gallo rosso (Gallus gallus) circa 8000 anni fa. Come per le pecore (Pikaia ne ha parto qui), anche nel caso delle galline i cambiamenti subiti in seguito alla domesticazione non sono stati pochi. Anzitutto nelle dimensioni (almeno raddoppiate), nella maturità sessuale precoce, nella stazza e nella quantità delle uova deposte, nel colore e nella forma del piumaggio e persino nella codardia: pare infatti che le attuali galline siano molto meno fifone dei loro antenati! Come hanno fatto le galline ad evolvere queste risposte alla domesticazione? 
Il caso è ancor più affascinante di quello delle pecore, spesso coinquiline di allevamento. Sembra infatti che per le galline non siano coinvolte solo variazioni genetiche, ma anche epigenetiche! Il candidato per eccellenza nel rappresentare questo fenomeno è, come sempre, la metilazione a carico della citosina, una delle basi del DNA. Questa modificazione, in quanto particolarmente stabile, può essere infatti trasmessa alla progenie e garantire così l’ereditarietà, fondamentale per l’evoluzione! Un gruppo di ricercatori svedesi si è quindi focalizzato su questa particolare modificazione del DNA per cercare di comprendere se e in quale misura possa aver guidato l’evoluzione delle galline domestiche dai loro antenati selvatici. 
I ricercatori si sono concentrati su due regioni del cervello, talamo ed ipotalamo, che controllano risposte come la paura e lo stress, le quali sembrano cambiate notevolmente tra Gallus gallus e la comune gallina bianca (razza “Livorno”). Dalle analisi sono emersi parecchi dati interessanti. Prima di tutto, la metilazione nella gallina è ereditabile! Un dato non scontato, dal momento che è la prima volta che viene mostrata ereditarietà stabile di varianti epigenetiche negli uccelli. Normalmente inoltre si considera la metilazione come un segnale repressivo: se c’è, il gene non viene espresso. In questo caso invece i dati non forniscono una risposta così univoca, aprendo una domanda sul vero ruolo di questa modificazione. Inoltre in molti vertebrati, incluso l’uomo, essa si concentra a livello di particolari sequenze, dette “isole CpG” a causa dell’alternarsi di citosina (C) e guanina (G). Ancora una volta la gallina muove controcorrente, mostrando parecchia metilazione anche in altre regioni del genoma. Ma quali sono i geni diversamente metilati in gallo rosso e gallina bianca? Spiccano geni coinvolti nella memoria, nel differenziamento neurale e nella riproduzione, tutti aspetti correlati alle differenze comportamentali seguenti la domesticazione. I ricercatori non sono però stati in grado di evidenziare una selezione a carico specificamente di queste sequenze. Tuttavia sembra che una scopa selettiva a livello della variazione epigenetica sia presente e sia stata importante nel processo di domesticazione della gallina. 
Questo studio sottolinea così ancora una volta l’importanza dell’epigenoma nella storia degli organismi e lascia aperti vecchi e affascinanti quesiti irrisolti. Come si “parlano” genoma ed epigenoma? Esistono dei vincoli evolutivi anche per la metilazione oltre che per l’espressione dei geni? Come viene ristretta questa modificazione ad un particolare tessuto? Come sono interconnessi tra loro i diversi attori che dettano l’epigenoma? E’ possibile che lo stato epigenetico di un determinato locus sia dettato dalla variazione (genetica ed epigenetica) in altri loci? Tante domande in cerca di risposta. La storia dell’epigenoma è appena iniziata. 
Ilaria Panzeri 
 
Riferimenti 
Nätt D., Rubin C.-J., Wright D., Johnsson M., Beltéky J., Andersson L. e Jensen Per. Heritable genome-wide variation of gene expression and promoter methylation between wild and domesticated chickens.BMC Genomics, 13: 59 (2012).
Immagine da Wikipedia