Sono stati necessari quasi vent’anni di ricerca per dimostrare che i modelli del DNA trasmessi attraverso i geni sono tutt’altro che fissati alla nascita, come sostenuto dalla genetica classica, ma si è scoperto che sono ambiente, nutrizione, stress o forti emozioni ad essere in grado di modificare il modello base. Tali modifiche, come ha scoperto l’epigenetica[1] possono essere trasmesse alle generazioni future esattamente come i modelli di DNA, attraverso la doppia elica.
Approfondendo la descrizione della rete metabolica di una cellula, si può osservare come, in realtà, essa sia qualcosa di molto complesso, anche limitandosi a considerare le più semplici forme di batteri. La maggior parte dei processi metabolici vengono catalizzati[2] da enzimi e ricevono energia attraverso particolari molecole di fosfati noti come ATP[3]. I soli enzimi formano un’intricata rete di reazioni catalitiche, mentre le molecole di ATP costituiscono una corrispettiva rete di energia. Per mezzo dell’RNA messaggero[4], entrambe queste reti sono poi collegate dal genoma (le molecole di DNA della cellula), il quale, a sua volta, è formato da una complessa rete di interconnessioni dove, attraverso una catena di retroazioni, ciascun gene regola direttamente e indirettamente l’attività degli altri.
Alcuni biologi distinguono due tipi di processi di produzione e, conseguentemente, due tipi di reti cellulari:
- Una rete «metabolica», nella quale gli alimenti che penetrano attraverso la membrana cellulare vengono trasformati nei cosiddetti metaboliti[5];
- Una rete deputata alla produzione di macromolecole a partire dai metaboliti, la quale, oltre ad includere il livello genetico, si estende anche al di là dei geni, pertanto è nota come rete «epigenetica».
Benché a queste due reti siano stati dati nomi differenti, esse rimangono strettamente interconnesse e, insieme, vengono a costituire l’unica rete cellulare autopoietica[6].
Grazie ad un’intuizione chiave di questo nuovo modo di comprendere la vita, le forme e le funzioni biologiche assumono una coerenza che va oltre a quanto semplicemente determinato da un programma genetico, ma hanno proprietà che emergono dall’intera rete epigenetica. Per comprendere questo rapporto vanno considerate sia le strutture genetiche e la biochimica cellulare, sia le complesse dinamiche subentrano nel momento in cui la rete epigenetica incontra le caratteristiche fisiche e chimiche dell’ambiente esterno e si deve confrontare con esse.
La nuova concezione epigenetica spiega che l’informazione che controlla i processi biologici parte dai segnali ambientali che, a loro volta, controllano il legame tra le proteine regolatrici ed il DNA. Le proteine regolatrici controllano l’attività dei geni. Le funzioni del DNA, dell’RNA e delle proteine sono le stesse descritte nel Dogma centrale della biologia molecolare[7], ma il flusso delle informazioni diviene bidirezionale! Negli anni ’60, Howard Martin Temin, virologo statunitense, sfidò il Dogma centrale della biologia molecolare per mezzo di esperimenti che dimostrarono che l’RNA può opporsi al flusso delle informazioni previsto e riscrivere il DNA. Inizialmente irriso per la sua “eresia”, Temin ottenne nel 1975 il premio Nobel per la Medicina per i suoi studi sulla transcriptasi inversa,[8] il meccanismo molecolare attraverso il quale l’RNA può riscrivere il codice genetico del DNA in seguito a stimoli ambientali.
La scienza dell’epigenetica, che significa «controllo del patrimonio genetico», cambia radicalmente la comprensione dei complessi meccanismi che controllano la vita. I sostenitori della teoria geni = destino hanno probabilmente ignorato cent’anni di scienza riguardante le cellule enucleate, tuttavia è impossibile ignorare la nuova frontiera della ricerca che va a minare dalle fondamenta la loro convinzione nel determinismo genetico. Mentre era alla ribalta sulle prime pagine di tutti i giornali il Progetto Genoma Umano[9], un gruppo di scienziati stava inaugurando la nuova, rivoluzionaria branca della biologia chiamata epigenetica. Nell’ultimo trentennio, la ricerca epigenetica ha dimostrato che i modelli di DNA trasmessi attraverso i geni sono tutt’altro che fissati alla nascita: le influenze dell’ambiente, che comprendono l’alimentazione, lo stress, le emozioni, l’esercizio fisico, l’assunzione di sostanze naturali o chimiche, possono modificare i geni senza modificarne il modello di base. Tali modifiche, come evidenziato dall’epigenetica, possono essere tramesse alle generazioni future esattamente come i modelli di DNA, ovvero attraverso la doppia elica che lo compone.
Modello dell’Epigenetica
Thomas Jenuwein, scienziato e biologo molecolare, professore presso l’Istituto di Microbiologia e Genetica dell’Università di Vienna, in Austria e, dal 2008, Direttore scientifico dell’Istituto Max Planck per immunologie ed epigenetica a Friburgo, in Germania, afferma che:
“La differenza tra genetica ed epigenetica può essere paragonata alla differenza che passa fra leggere e scrivere un libro. Una volta scritto il libro, il testo (i geni o le informazioni memorizzate nel DNA) sarà identico in tutte le copie distribuite al pubblico. Ogni lettore potrà tuttavia interpretare la trama in modo leggermente diverso, provare emozioni diverse e attendersi sviluppi diversi man mano che affronta i vari capitoli. Analogamente l’epigenetica permette interpretazioni diverse di un modello fisso (il libro o il codice genetico) e può dare luogo a diverse letture, a seconda delle condizioni variabili con cui il modello viene interrogato.”
Un esempio calzante è rappresentato dall’analisi dei gemelli omozigoti: è chiaro che questi presentano un medesimo corredo genetico, tuttavia, mentre risultano identici geneticamente, è impossibile che lo siano epigeneticamente. Alcuni test proprio su gemelli omozigoti separati alla nascita e cresciuti in situazioni ambientali differenti hanno evidenziato infatti come ogni gene si esprime in funzione dell’ambiente in cui viene a trovarsi: i cambiamenti epigenetici in condizioni differenti saranno sempre diversi. Pertanto, benché il corredo genetico di partenza sia identico, il comportamento genetico di due gemelli omozigoti potrebbe essere decisamente diverso. Il carattere della vita è determinato dalle risposte agli stimoli ambientali che azionano la vita più che dai geni.
Nel 1960 Albert Szent-Györgyi, fisiologo e scienziato ungherese, premio Nobel per la medicina e fisiologia nel 1937, pubblicò uno studio intitolato Introduction to a Submolecular Biology con l’obbiettivo di evidenziare l’importanza della fisica quantistica nei sistemi biologici presso la comunità dei colleghi scienziati, senza però avere successo, in quanto le sue teorie vennero interpretate come farneticazioni di un uomo in precedenza brillante, ma ormai vecchio e poco lucido. Per vedere affermata la teoria di Szent-Györgyi si dovrà attendere fino al 2001, quando viene pubblicato sulla celebre rivista Nature uno studio di Vojislava Pophristic, professoressa di chimica presso l’Università delle scienze di Philadelphia, in collaborazione con Lionel Goodman, professore emerito del dipartimento di chimica e biologia chimica della Rutgers State University del New Jersey, dove viene dimostrato che sono le leggi della fisica quantistica, invece che le leggi newtoniane, a controllare i movimenti generatori di vita della molecola.
Negli ultimi sessant’anni centinaia di studi hanno costantemente rivelato come “forze invisibili” dello spettro elettromagnetico determinino un profondo impatto su ogni aspetto della regolazione biologica. Le frequenze e i modelli elettromagnetici governano il DNA, l’RNA e la regolazione della sintesi delle proteine, alterano la forma e la funzione delle proteine, la divisione e la differenziazione cellulare, la morfogenesi[10], la secrezione ormonale e anche la crescita ed il funzionamento del sistema nervoso. Le cellule presenti nell’organismo sono in costante e continua comunicazione fra loro, attraverso scambi messaggi elettromagnetici con precisi effetti biologici e, tramite il DNA che funziona come una antenna ricevente-trasmittente, sono in grado di emettere e ricevere segnali frequenziali.
Nel 1974, presso l’Università di Oxford, il biofisico C.W.F. McClare studiò i principi della risonanza bioenergetica calcolando e mettendo a raffronto l’efficienza del trasferimento delle informazioni tra segnali energetici e segnali chimici nei sistemi biologici. Lo studio Resonance in Bioenergetics, pubblicato negli Annals of the New York Academy of Science, rivelò che i meccanismi di segnalazione energetica, così come le frequenze elettromagnetiche, erano cento volte più efficienti nella trasmissione di informazioni ambientali rispetto ai segnali fisici quali gli ormoni, i neurotrasmettitori[11], i fattori di crescita, e così via.
La teoria di Popp sottolinea il ruolo fondamentale dell’elettromagnetismo e della fisica quantistica applicati alla sfera biologica di tutti gli esseri viventi, avvalorando l’idea che l’evento biologico primario alla base della vita e anche delle alterazioni che portano alla malattia sia un evento fisico di natura informazionale e quindi elettromagnetica con frequenze modulate. La conclamata esistenza dei biofotoni e della loro emissione da parte di tutti gli esseri e organismi viventi, permette di comprendere come avviene il passaggio di informazioni da dentro a fuori la cellula, sia tra due cellule. Tale passaggio di informazioni risulta fondamentale per l’avvio dei processi del metabolismo che regolano la crescita delle cellule stesse, la loro rigenerazione e differenziazione, i processi biochimici, enzimatici e l’informazione genetica.
NOTE:
[1] Dal greco επί, epì = sopra e γεννετικός, gennetikòs = relativo all’eredità familiare.
[2] Favoriti, accelerati.
[3] Adenosina trifosfato.
[4] Forma di RNA che media il trasferimento dell’informazione dai geni (DNA) ai ribosomi dove avviene la sintesi delle proteine.
[5] elementi che entreranno a costituire le macromolecole (enzimi, proteine strutturali, RNA e DNA)
[6] Il termine autopoiesi è stato coniato nel 1980 da Humberto Maturana, biologo e sociologo cileno, a partire dalla parola greca auto = sé stesso, e poiesis = ovverosia creazione. In pratica un sistema autopoietico è un sistema che ridefinisce continuamente sé stesso e si sostiene e riproduce dal proprio interno. Un sistema autopoietico può quindi essere rappresentato come una rete di processi di creazione, trasformazione e distruzione di componenti che, interagendo fra loro, sostengono e rigenerano in continuazione lo stesso sistema. Il sistema inoltre si autodefinisce, di fatto, ovvero il dominio di esistenza di un sistema autopoietico coincide con il dominio topologico delle sue componenti. (Wikipedia)
[7] Il Dogma centrale della biologia molecolare, chiamato anche il Primato del DNA, è un principio formulato negli anni ’50 dal premio Nobel per la medicina Francis Crick, secondo cui, in biologia molecolare, il flusso dell’informazione genetica è unidirezionale: dal DNA all’RNA, e di qui alla Proteina. Il DNA è ritenuto la “sorgente” che controlla i caratteri delle proteine, e da questo deriva il concetto di primato del Dna, nel senso di causa prima. (Wikipedia)
[8] La transcriptasi inversa è oggi nota, fra l’altro, perché l’RNA del virus dell’AIDS se ne serve per requisire il DNA della cellula infetta.
[9] Il Progetto Genoma Umano (HGP, acronimo di Human Genome Project) è stato un progetto di ricerca scientifica internazionale il cui obiettivo principale era quello di determinare la sequenza delle coppie di basi azotate che formano il DNA e di identificare e mappare i geni del genoma umano (previsti circa centomila, trovati circa 20-25000) dal punto di vista sia fisico che funzionale. Il progetto è stato completato il 20 giugno 2003 dal Genome Bioinformatics Group della UCSC, composto da Jim Kent (laureando in biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo), Patrick Gavin, Terrence Furey e David Kulp. Fu inoltre sostenuto da Renato Dulbecco, genetista italiano premio Nobel nel 1975, e da Walter Gilbert. (Wikipedia)
[10] Il processo mediante il quale le cellule si aggregano in organi e tessuti.
[11] I neurotrasmettitori sono delle sostanze fisiologiche che consentono la trasmissione degli impulsi nervosi tra due regioni anatomicamente separate.
BIBLIOGRAFIA:
- Capra, Fritjof. 2002. The Hidden Connections. New York : Doubleday, 2002. Trad. it. La scienza della vita. Le connessioni nascoste fra la natura e gli esseri viventi. Milano : RCS Libri S.p.A., 2002.
- Fiore, Francesca. 2017. I neurotrasmettitori: che cosa sono e le diverse tipologie – Introduzione alla Psicologia. State of Mind. [Online] 05 10 2017. https://www.stateofmind.it/2017/10/neurotrasmettitori/
- Lavalle, Mauro. 2019. Fisica quantistica, fisica della vita. Viaggio alla scoperta della struttura della materia, della Biologia e della Psicologia Quantistica. Romagnano al Monte (SA) : BookSprint Edizioni, 2019.
- Lipton, Bruce H. 2005. The Biology of Belief. Unleashing the Power of Consciousness, Matter & Miracles. Carlsbad : Hay House, Inc., 2005. Trad. it. La biologia delle credenze. Come il pensiero influenza il DNA e ogni cellula. Cesena : Macro Edizioni, 2006.
- McClare, C. W. F. 1974. Resonance in Bioenergetics. Annals of the New York Academy of Science. Department of Biophysics University of London, 1974.
- Pophristic, Vojislava e Goodman, Lionel. 2001. Hyperconjugation not steric repulsion leads to the staggered structure of ethane. Nature. 2001, Vol. 411.
- Scolari, Fabio. 2019. Psicologia quantistica. Valutazione critica della sua possibile applicazione in ambito lavorativo. 2019.
- Szent-Györgyi, Albert. 1960. Introduction to a Submolecular Biology. Amsterdam (DK) : Elsevier Inc. , 1960.