La genetica di Hollywood: i geni e l’ambiente

Ormai è tradizione che durante la sera della vigilia di Natale, venga trasmesso in tv il film “Una poltrona per due”, datato 1983, che ammetto essere uno dei miei film preferiti. Ok, lo so è un film banale, dalla trama abbastanza scontata e pieno di assurdità, fatto apposta per il Natale, insomma la solita americanata di Hollywood.

Tuttavia in questo film,  c’è qualcosa in più… Qualcosa di scientifico!
Se questa è la vostra reazione, è normale, anch’io ci sono rimasto male quando me ne sono accorto…

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Se doveste guardarlo per la centesima volta, vorrei farvi infatti notare come alla base della trama del film ci sia una sorta di esperimento fra i fratelli Duke, ricchi maghi della finanza, che si ricollega a un dibatto abbastanza acceso in passato nel mondo scientifico.

Mortimer Duke (interpretato da Don Ameche) crede che il talentuoso e promettente uomo d’affari Luis Winthorpe III (Dan Aykroyd) abbia raggiunto tale posizione grazie a una predisposizione genetica (li chiama “geni del successo”). Al contrario, lo squattrinato Billy Ray Valentine (Eddie Murphy) non avrebbe potuto farcela nelle medesime condizioni sociali del primo a causa dei propri geni (con un neanche troppo velato razzismo nei confronti delle persone di colore). Winthorpe, invece, sarebbe comunque emerso grazie alle proprie doti innate anche in un contesto di degrado e povertà.

Per lui quindi la genetica è tutto.

Al contrario, il fratello Randolph Duke (Ralph Bellamy) è convinto che l’ambiente (in questo caso sociale) abbia un ruolo più decisivo della genetica in senso stretto: studiare a Harvard e frequentare la crème de la crème della società non può che portare un individuo a essere una persona raffinata e colta, con spiccate abilità manageriali. Al contrario, vivere nei sobborghi di New York, in mezzo alla sporcizia e alla miseria, non può portare che allo sviluppo di un individuo criminale e truffaldino. Secondo questa sua teoria, quindi, invertendo la vita dei due protagonisti essi si sarebbero scambiati completamente la vita, diventando Winthorpe un senza tetto potenzialmente pericoloso, mentre Valentine un abile affarista.

Per lui quindi l’ambiente è tutto.

I due fratelli scommettono del denaro, orchestrando lo scambio fra le vite dei due ignari protagonisti: il titolo originale del film è infatti “Trading places” ovvero “Scambio di ruoli”. Al di là della finzione hollywoodiana, chi fra i fratelli Duke ha ragione?

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La genetica è chiaramente il punto di partenza: nel DNA, o meglio nel genoma [1], di una cellula è presente il “libretto di istruzioni” per tutte le funzioni necessarie a essa per sopravvivere, crescere, riprodursi e morire. Il DNA è infatti una molecola (in particolare un polimero) informazionale, ovvero che contiene dati e informazioni, spesso a livello dei geni, traducibili in un’azione, come la sintesi dell’insulina o della bile [2]. Parlando dell’uomo, per esempio, il nostro genoma determina il nostro fenotipo, che comprende il colore degli occhi, l’altezza o la predisposizione a certe malattie, da quelle neurodegenerative a quelle cardiache.

heres-what-happened-in-the-complex-commodity-trade-at-the-end-of-trading-placesMa già a questo punto tutto è molto complicato, in quanto difficilmente una caratteristica coinvolge un singolo gene, e le relazioni fra i diversi geni all’interno del genoma sono molto complesse (per esempio nell’epistasi [3]). Inoltre, non è detto che una cellula produca tutte le proteine per cui il proprio DNA contiene le informazioni: il fegato avrebbe in teoria la possibilità di produrre l’insulina, come il pancreas la bile, ma ciò non accade. Questo succede a causa del processo di differenziazione a partire da cellule staminali, a seguito del quale alcuni geni vengono “spenti”.

Se dovessimo scambiare una cellula epatica con una cellula pancreatica nel corpo umano, difficilmente riuscirebbero a invertirsi i ruoli producendo il primo insulina e il secondo la bile. Di conseguenza la risposta alla nostra domanda originale sembra immediata, e sicuramente vi starete già cambiando per andare al tennis club a cantare con quei simpaticoni dei vostri amici.

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Vi piacerebbe. Riponete la racchetta e state seduti, la storia non finisce qui, ovviamente.

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L’ambiente e il modo in cui un individuo cresce hanno una grande importanza nella determinazione del suddetto fenotipo, a diversi livelli. In primis a livello “fisico” come nel caso del cosiddetto “loto d’oro”, ovvero un’antica pratica per cui i piedi delle bambine cinesi venivano artificialmente deformati mediante strette fasciature [4,5]. Queste persone non sono portatrici di malattie genetiche che causano problemi di sviluppo dei piedi, ma la pressione esterna dettata dall’ambiente (in questo caso imposta dall’uomo) causa lo sviluppo di un certo fenotipo.

In secondo luogo questo fenomeno può avvenire direttamente sul genoma dell’individuo, per esempio tramite l’inserimento di mutazioni, dovuta all’esposizione ad agenti mutageni (come parte dei raggi UV solari). Ma non solo, infatti l’ambiente influenza il genoma anche senza cambiarne il contenuto informazionale, imponendo modificazioni ereditabili dalla prole. La branca della genetica che studia questo fenomeno viene chiamata epigenetica [6]. Un esempio famoso riguarda i sopravvissuti alla Grande Carestia che ha colpito parte dei Paesi Bassi durante la Seconda Guerra Mondiale (1944): durante questo periodo c’era poco o niente da mangiare, e il metabolismo degli Olandesi si è adattato rapidamente a ottenere più nutrienti possibili da quello che si riusciva a mettere sotto i denti. Ciò è avvenuto a livello epigenetico, in quanto i figli concepiti durante quel periodo hanno ereditato questa caratteristica, che in quel contesto si traduceva in un vantaggio. Tuttavia, anzi per fortuna, l’anno successivo gli Alleati risolveranno la questione, e di conseguenza gli Olandesi non hanno più sofferto la fame. I loro figli si sono ritrovati ad avere un metabolismo “da carestia” in una situazione di “ricchezza di cibo”, tipicamente Occidentale.

Il risultato? Alcune di queste persone hanno sviluppato anormalità nella crescita, obesità e diabete. Anche senza abbuffarsi, il loro corpo tendeva ad accumulare nutrienti, come nel ’44 fecero le loro madri, senza riuscire ad adattarsi alla nuova condizione di benessere alimentare. Questo fenomeno viene anche chiamato “effetto Hongerwinter“, ovvero “inverno della fame” in olandese [7,8,9].

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Di conseguenza, la risposta alla nostra domanda è: nessuno dei due ha ragione e nessuno dei due ha torto. Sia la genetica sia l’ambiente hanno un ruolo fondamentale nello sviluppo del fenotipo di un organismo, con cambiamenti tali da poter essere passati anche alla prole. Se la risposta oggi sembra essere evidente (soprattutto alla luce di tutto ciò che abbiamo detto) in passato gli scienziati hanno a lungo dibattuto su questo argomento, coinvolgendo anche la psicologia e le esperienze di vita di un individuo, raggiungendo questo compromesso, che compromesso non è, trattandosi della realtà dei fatti [10,11].

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Bene, ora che avete la risposta, non vi dirò cosa succede nel film dopo lo scambio, perchè ho scoperto che qualcuno nella Via Lattea non l’ha ancora visto. La mia faccia è stata più o meno questa.

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Aranciata, signori?

Testo a cura di: Stefano Bertacchi – Vice coordinatore nazionale di Italia Unita per la Scienza

Bibliografia

[1] http://www.oilproject.org/lezione/dna-nel-genoma-procarioti-eucarioti-definire-cromosomi-cromatina-5879.html

[2] http://www.oilproject.org/lezione/molecole-biologiche-organiche-classificazione-tipi-ruolo-cellula-2737.html

[3] http://ebook.scuola.zanichelli.it/sadavabiologiablu-plus/le-basi-molecolari-della-vita-e-dell-evoluzione-plus/da-mendel-ai-modelli-di-ereditarieta-plus/come-interagiscono-i-geni-plus/nell-epistasi-un-gene-influenza-l-effetto-di-un-altro-gene#17183

[4] http://www.rainews.it/dl/rainews/articoli/donne-cinesi-con-i-piedi-legati-il-progetto-fotografico-di-jo-farrell-9acd292d-b3e8-4972-9efd-408a1e20661b.html

[5] http://www.huffingtonpost.it/2014/06/17/le-ultime-donne-con-i-piedi-bendati-cina-foto_n_5502492.html

[6] http://www.treccani.it/enciclopedia/epigenetica_(Dizionario-di-Medicina)/

[7] http://www.mailman.columbia.edu/news/people-conceived-during-dutch-famine-have-altered-regulation-growth-genes-0

[8] http://www.news.leiden.edu/news/dutch-hunger-winter.html

[9] http://it.wikipedia.org/wiki/Carestia_olandese_del_1944

[10] http://www.oilproject.org/lezione/quanto-la-genetica-determina-ereditarieta-dei-caratteri-mutazioni-3898.html

[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Nature_versus_nurture

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