FitoNutriEpigenetica.

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1 FitoNutriEpigenetica.

2 L omeostasi cellulare è regolata da complessi meccanismi che comprendono anche la regolazione dell espressione genica da parte dei fattori epigenetici, responsabile della preservazione di patterns di espressione genica per di differenti tipi di cellule. Bird, A. (2007). Perceptions of epigenetics. Nature 447, Jaenisch, R., and Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene expression: How the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nat Genet 33 Suppl,

3 Il codice epigenomico, interagendo col DNA, condiziona diversi fenomeni biologici che riguardano ogni cellula e l organismo: Sviluppo Lunyak, V. V., and Rosenfeld, M. G. (2008). Epigenetic regulation of stem cell fate. Hum Mol Genet 17, R28 R36. Chen, L., and Daley, G. Q. (2008). Molecular basis of pluripotency. Hum Mol Genet 17, R23 R27. Invecchiamento Choi, S. W., Friso, S., Keyes, M. K., and Mason, J. B. (2005). Folate supplementation increases genomic DNA methylation in the liver of elder rats. Br J Nutr 93, Fraga, M. F., and Esteller, M. (2007). Epigenetics and aging: The targets and the marks. Trends Genet 23, Patologie Jones, P. A., and Baylin, S. B. (2002). The fundamental role of epigenetic events in cancer. Nat Rev Genet 3, Laird, P. W. (2003). The power and the promise of DNA methylation markers. Nat Rev Cancer 3,

4 Infatti, gemelli monozigoti hanno stesso codice genetico ma diversa predisposizione alle malattie Fraga, M. F., Ballestar, E., Paz, M. F., Ropero, S., Setien, F., Ballestar, M. L., Heine-Suner, D., Cigudosa, J. C., Urioste, M., Benitez, J., Boix-Chornet, M., Sanchez-Aguilera, A., Ling, C., Carlsson, E., Poulsen, P., Vaag, A., Stephan, Z., Spector, T. D., Wu, Y. Z., Plass, C., and Esteller, M. (2005). Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. Proc Natl Acad Sci USA 102, Robertson, K. D., and Wolffe, A. P. (2000). DNA methylation in health and disease. Nat Rev Genet 1, Ogni cellula e tessuto interpreta il proprio patrimonio genetico attraverso l epigenetica. Il mappaggio del codice genetico, infatti, ha rappresentato soltanto l inizio del progresso nella conoscenza della funzione genica, non essendo in grado le aberrazioni genetiche di spiegare la genesi di molti processi fisiologici e patologici. Egger, G., Liang, G., Aparicio, A., and Jones, P. A. (2004). Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature 429,

5 I principali meccanismi con cui l epigenoma regola l espressione genica sono: Metilazione DNA Modificazione post traslazionale degli istoni Altri meccanismi: Imprinting genomico Inattivazione cromosoma X Piccoli e non codificanti RNA Regolazione del pattern di rimodellamento del nucleosoma Turner, B. M. (2007). Defining an epigenetic code. Nat Cell Biol 9, 2 6.

6 Metilazione del DNA e Modificazione degli istoni sono strettamente connessi in una complessa relazione nella struttura nucleosomica Kouzarides, T. (2007). Chromatin modifications and their function. Cell 128, Goldberg, A. D., Allis, C. D., and Bernstein, E. (2007). Epigenetics: A landscape takes shape. Cell 128, Bernstein, B. E., Meissner, A., and Lander, E. S. (2007). The mammalian epigenome. Cell 128, La modificazione della struttura della cromatina, regolata dai meccanismi epigenetici, condiziona la posizione di accensione o spegnimento dei geni Tong, J. K., Hassig, C. A., Schnitzler, G. R., Kingston, R. E., and Schreiber, S. L. (1998). Chromatin deacetylation by an ATP-dependent nucleosome remodeling complex. Nature 395,

7 L alimentazione può interferire con numerosi steps epigenetici per condizionare la macchina epigenetica Ross, S. A. (2003). Diet and DNA methylation interactions in cancer prevention. Ann NY Acad Sci 983, I cambiamenti epigenetici del DNA, malgrado siano dinamici perché modificabili da fattori ambientali, sono ereditabili Wolffe, A. P. (1994). Inheritance of chromatin states. Dev Genet 15, Wolffe, A. P., and Matzke, M. A. (1999). Epigenetics: Regulation through repression. Science 286, Tutte le cellule e tutti i tessuti hanno uno specifico profilo epigenetico che è stato responsabile della differenziazione e che stabilizza le differenze

8 Anche cellule normali e cellule maligne hanno un loro specifico e differente profilo epigenetico che non incide sulla sequenza dei nucleotidi che formano il DNA, ma è responsabile della funzione e della stabilità oltre che prevenire alterazioni e traslocazioni genetiche, tipiche delle cellule maligne (26-28). Baylin, S. B., Esteller, M., Rountree, M. R., Bachman, K. E., Schuebel, K., and Herman, J. G. (2001). Aberrant patterns of DNA methylation, chromatin formation and gene expression in cancer. Hum Mol Genet 10, Esteller, M. (2008). Epigenetics in cancer. N Engl J Med 358, Jones, P. A., and Baylin, S. B. (2007). The epigenomics of cancer. Cell 128, L alimentazione incide anche sull pigenetica dello sviluppo embriologico e dell invecchiamento

9 Traslocazione genetica= aberrazione cromosomica per errato scambio di parti di cromosomi non omologhi durante il riarrangiamento cromosomico: intracromosomica o intercromosomica.

10 Numerosi componenti bioattivi degli alimenti agiscono come fattori epigenetici. La dinamicità dell epigenetica e la capacità dell alimentazione di agire da fattore epigenetico sottolinea l importanza degli alimenti consumati nell influenzare il nostro stato di salute o di malattia. Numerosi geni controllano il destino cellulare che va dalla differenziazione alla proliferazione all apoptosi (morte cellulare programmata) (29) Wiseman, M. (2008). The second World Cancer Research Fund/American Institute for Cancer Research expert report. Food, nutrition, physical activity, and the prevention of cancer: A global perspective. Proc Nutr Soc 67,