Il ruolo del DNA mitocondriale nella longevità / The role of mitochondrial DNA in longevity

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Rappresentazione artistica del DNA mitocondriale, con la caratteristica forma circolare (© Science Photo Library/Corbis) / Artistic representation of mitochondrial DNA, with the characteristic circular shape

Le mutazioni che colpiscono il DNA mitocondriale, il materiale genetico ereditato esclusivamente per via materna, influiscono negativamente sulla longevità, determinano un invecchiamento precoce, e possono causare anche malformazioni al cervello. È questo il risultato di un nuovo studio condotto su topi di laboratorio geneticamente modificati, che ha dimostrato come le buone condizioni del DNA mitocondriale alla nascita siano un elemento fondamentale per la salute dell'individuo durante l'invecchiamento.

Le mutazioni genetiche ereditate dalla madre possono avere conseguenze a lungo termine sulla salute di un individuo, oltre a influenzare notevolmente la sua longevità. È quanto è emerso da un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Scientific Reports” da Jaime Ross del Karolinska Instutet di Stoccolma, in Svezia, e colleghi della CaseWestern University, in Ohio, che hanno studiato un gruppo di topi geneticamente modificati. 

Il DNA mitocondriale (mtDNA) è il materiale genetico che nelle cellule eucariote si trova al di fuori del nucleo, in speciali organelli che hanno la funzione di “centrali energetiche” cellulari, denominate mitocondri. La particolarità del mtDNA è che si trasmette per via matrilineare: ogni individuo lo eredita solo dalla madre.

Alcuni studi hanno evidenziato che diversi disturbi di salute legati all'età sono da ricondurre a disfunzioni mitocondriali, che a loro volta hanno come origine l'accumulo di mutazioni a carico del mtDNA. Queste mutazioni si verificano con un tasso 10 volte superiore rispetto a quelle del DNA nucleare, poiché il mtDNA continua a replicarsi anche quando le cellule non si stanno dividendo, e possono essere trasmesse alla prole attraverso gli ovociti a dispetto dei meccanismi di protezione che hanno la funzione di eliminare le mutazioni deleterie.

In particolare, nel caso dei topi studiati in alcune passate ricerche, le mutazioni a carico dell'mtDNA possono causare un invecchiamento prematuro. Per determinare eventuali altre influenze sulla rapidità d'invecchiamento e sulla longevità, Ross e colleghi hanno esaminatoun gruppo di topi di laboratorio geneticamente modificati in modo da essere meno protetti dalle mutazioni.

E' così emerso che le mutazioni dell'mtDNA sono correlate statisticamente non solo con un invecchiamento 

precoce dei roditori, ma anche con una riduzione della longevità di circa il 30 per cento: è sufficiente anche un basso livello di mutazioni perché la mediana, cioè il valore più ricorrente, dell'età alla morte, sia di 100,2 settimane contro le 141,1 settimane dei topi privi di mutazioni.

Inoltre, Ross e colleghi hanno scoperto che un insieme di mutazioni dell'mtDNA, siano esse ereditarie o verificatesi de novo nell'individuo, possono causare malformazioni al cervello: nel 32 per cento dei roditori geneticamente modificati sono stati riscontrati problemi di sviluppo neurobiologico. Questi risultati, considerati complessivamente, indicano che iniziare la vita con mitocondri in salute è un elemento importante per restare in buona salute durante l'età avanzata.

ENGLISH

Mutations affecting mitochondrial DNA, the genetic material inherited exclusively by maternal route, negatively affect longevity, cause premature aging, and can also cause brain malformations. This is the result of a new study conducted on genetically modified laboratory mice, which showed how the good conditions of mitochondrial DNA at birth are a fundamental element for the health of the individual during aging.

Genetic mutations inherited from the mother can have long-term consequences on an individual's health, as well as greatly influence its longevity. This is what emerged from a new study published in the journal "Scientific Reports" by Jaime Ross of the Karolinska Instutet in Stockholm, Sweden, and colleagues from CaseWestern University, Ohio, who studied a group of genetically modified mice.

Mitochondrial DNA (mtDNA) is the genetic material that in eukaryotic cells is located outside the nucleus, in special organelles that have the function of cellular "power plants", called mitochondria. The particularity of mtDNA is that it is transmitted through matrilineal way: each individual inherits it only from the mother.

Some studies have shown that various age-related health disorders are due to mitochondrial dysfunctions, which in turn have as their origin the accumulation of mutations affecting mtDNA. These mutations occur at a rate 10 times higher than those of nuclear DNA, since mtDNA continues to replicate even when the cells are not dividing, and can be transmitted to offspring through the oocytes in spite of the protective mechanisms that have the function to eliminate deleterious mutations.

In particular, in the case of mice studied in some past research, mutations in the mtDNA can cause premature aging. To determine any other influences on the speed of aging and longevity, Ross and colleagues examined a group of genetically modified laboratory mice to be less protected from mutations.

It thus emerged that mDNA mutations are statistically correlated not only with premature aging of rodents, but also with a reduction in longevity of about 30 percent: a low level of mutations is also sufficient because the median, i.e. more recurrent, age-to-death value, both 100.2 weeks versus 141.1 weeks of mice devoid of mutations.

In addition, Ross and colleagues found that a set of mDNA mutations, whether inherited or occurring de novo in the individual, can cause brain malformations: in 32 percent of genetically modified rodents, neurobiological development problems have been reported. These results, taken as a whole, indicate that starting life with healthy mitochondria is an important element to stay healthy during old age.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2014/10/10/news/mutazioni_dna_mitocondriale_topi_longevi-2325600/