Lizozomii și epigenomul: cum pot fi transmise efectele asupra longevității între generații

În septembrie 2025, în revista Science, o echipă de la HHMI Janelia Research Campus, a publicat un studiu care schimbă perspectiva asupra moștenirii biologice. Cercetătorii au arătat că modificările la nivelul lizozomilor — organite cunoscute inițial drept „centre de reciclare” ale celulei — pot influența epigenomul și pot fi transmise transgenerațional prin intermediul histonelor, determinând o prelungire a duratei de viață la viermele C. elegans chiar și în lipsa modificării genetice directe.

Context

Longevitățile extreme observate la C. elegans reprezintă un model important pentru înțelegerea mecanismelor îmbătrânirii. Studii anterioare au arătat că procese precum autofagia, restricția calorică și modificările epigenetice pot influența durata de viață a acestui organism. Totuși, transmiterea unor caracteristici dobândite la nivel somatic către generațiile următoare a rămas un subiect controversat. De obicei, informația ereditară este considerată strict limitată la genomul nuclear și mitocondrial. Noul studiu aduce dovezi directe că histonele modificate pot funcționa ca mesageri între soma și linia germinală, oferind un mecanism pentru efectele epigenetice transgeneraționale.

Despre studiul actual

Cercetătorii au lucrat cu viermi C. elegans modificați genetic pentru a supraexprima o enzimă lizozomală, obținând o creștere a duratei de viață cu până la 60%. În mod surprinzător, descendenții acestor viermi, chiar dacă nu mai purtau modificarea genetică, au prezentat longevitate crescută timp de patru generații succesive.
Pentru a înțelege mecanismul, echipa a utilizat:

• instrumente genetice pentru manipularea expresiei genice,

• transcriptomică pentru analiza globală a expresiei,

• imagistică celulară avansată pentru urmărirea histonelor și a proceselor metabolice.

Au descoperit că:

• modificările metabolismului lizozomal activează o cascadă intracelulară,

• aceasta determină creșterea unei variante specifice de histonă,

• histona este transportată din țesuturile somatice către linia germinală prin proteine implicate în nutriția ovocitelor,

• în celulele germinale, histona suferă modificări epigenetice ce permit stocarea și transmiterea informației către urmași.

Un aspect esențial al studiului este corelarea acestui mecanism cu postul alimentar, care modifică metabolismul lizozomal și reactivează această cale biologică.

Rezultate

• Viermii cu supraexpresia enzimei lizozomale au trăit cu până la 60% mai mult decât martorii.

• Descendenții „curați” genetic au prezentat o durată de viață semnificativ mai mare decât viermii normali, efect menținut pe patru generații.

• Analizele au arătat o creștere a nivelului unei histone specifice în soma, urmată de transportul acesteia în celulele germinale.

• Histonele transportate prezentau modificări epigenetice ce influențau expresia genică legată de metabolism și îmbătrânire.

• Calea a fost reprodusă și prin post alimentar, confirmând că schimbările fiziologice pot fi convertite în semnale epigenetice transmisibile.

Concluzii și implicații

Acest studiu demonstrează că:

• Lizozomii nu sunt doar centre de degradare, ci și hub-uri de semnalizare cu efecte asupra întregului organism.

• Histonele pot acționa ca vehicule ale memoriei epigenetice, transferând informație din soma către germline.

• Acest mecanism explică modul în care efectele mediului asupra părinților (precum nutriția, expunerea la poluanți sau stresul) pot influența descendenții fără modificarea secvenței ADN.

Rezultatele deschid perspective noi pentru înțelegerea îmbătrânirii, rezilienței la stres și a moștenirii epigenetice la nivel transgenerațional. În viitor, descoperirile ar putea avea aplicații în cercetarea bolilor asociate cu vârsta și în dezvoltarea de intervenții care să valorifice capacitatea lizozomilor de a remodela epigenomul.