Kandel sulle tracce del trascrittoma sinaptico
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 27 aprile 2013.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Nella prima fase della sua carriera scientifica Eric Kandel, Premio Nobel nel 2000, ebbe il supporto del suo mentore Harry Grundfest, che lo indusse a studiare le funzioni del sistema nervoso centrale al livello cellulare. Nella seconda fase, ebbe la guida e la collaborazione di uno straordinario biochimico, Jimmy Schwartz, con il quale scoprì l’intervento dell’AMP ciclico nella formazione della memoria di breve termine. Nella terza fase, grazie alla collaborazione con Richard Axel, anch’egli insignito del massimo riconoscimento scientifico per la scoperta dei geni di oltre cinquecento recettori dell’olfatto, Kandel avviò lo studio del dialogo fra i geni del neurone e le sue sinapsi per comprendere i meccanismi della memoria di lungo termine.
Questo straordinario percorso che, partendo dall’analisi fisiologica di un sistema nervoso semplice, quale quello del mollusco Aplysia, aveva accertato meccanismi molecolari presenti in tutti gli organismi, continua con un nuovo cambiamento di compagni di strada. Eric Kandel, all’età di 84 anni, comincia ad ottenere risultati in una nuova impresa sperimentale: definire e caratterizzare il trascrittoma sinaptico.
I
ricercatori, afferenti alla Columbia University e alla University of Florida,
hanno messo a punto un sistema di indagine che sicuramente sarà impiegato da
altri gruppi di ricerca, che probabilmente contribuiranno a definire, con
Kandel e colleghi, l’insieme delle molecole trascritte dal DNA e necessarie
alla fisiologia sinaptica alla base di tutti gli adattamenti principali di un
organismo paradigmatico come Aplysia (Puthanveettil S. V., et al. A strategy to capture and characterize the
synaptic transcriptome. Proceedings of
the National Academy of Science USA [Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.1304422110],
2013).
La provenienza degli autori è la
seguente: Department of Neuroscience and Howard Hughes Medical Institute,
Columbia University, New York (USA); Department of Neuroscience, The Scripps
Research Institute, Jupiter, Florida (USA); Department of Chemical Engineering
and Columbia Genome Center, Columbia University, New York (USA); Department of
Neurology, College of Physicians and Surgeons of Columbia University, New York
(USA); Kavli Institute for Brain Science, College of Physicians and Surgeons of
Columbia University, New York (USA); Whitney Laboratory for Marine Biosciences
and Department of Neuroscience and McKnight Brain Institute, University of
Florida, Gainesville (USA).
Il lavoro qui recensito definisce una strategia, per il cui dettaglio tecnico si rinvia alla lettura del testo del lavoro originale, designata per l’identificazione di molecole di molecole di RNA che sono attivamente trasportate alle sinapsi durante l’apprendimento.
L’approccio è basato sulla caratterizzazione di complessi di trasporto di RNA condotti dal motore molecolare kinesina.
I ricercatori hanno impiegato la nuova strategia nell’organismo di Aplysia, il mollusco più studiato per la comprensione dei meccanismi molecolari dell’apprendimento alla Columbia University. Ricordiamo che Aplysia californica, la specie impiegata più frequentemente, è un mollusco marino gasteropodo, il cui studio ha fornito nell’ultimo mezzo secolo una grande quantità di dati sulla biologia dei sistemi nervosi semplici. Negli USA è spesso indicata con il nome comune marine snail (chiocciola di mare), mentre nei protocolli scientifici è più spesso definita California sea hare, secondo il nome adottato per la banca dati dell’NIH. Si tratta di un opistobranco che può raggiungere i trenta centimetri di lunghezza, caratterizzato da una camera respiratoria contenente una branchia coperta da uno strato protettivo o plica del mantello, che termina in un prolungamento detto sifone. Le grandi dimensioni e il basso numero dei suoi neuroni (circa 20.000) ne hanno fatto un organismo d’elezione per la ricerca neurobiologica di base[1].
Usando in Aplysia la strategia di caratterizzazione degli acidi nucleici condotti dalla kinesina, Kandel e colleghi hanno identificato 5657 sequenze specifiche, consistenti in RNA sia codificanti che non codificanti, provenienti dal sistema nervoso centrale del gasteropodo.
Molte di queste molecole di RNA hanno ruoli di importanza cruciale nel mantenimento della funzione sinaptica e nella crescita.
I ricercatori hanno accertato che uno di questi RNA, ossia quello codificante la catena pesante della miosina, nei neuroni sensoriali presinaptici ha una funzione critica nel processo che consente lo stabilirsi della facilitazione di lungo termine, ma non interviene nei meccanismi che ne consentono la persistenza.
L’autrice ringrazia la dottoressa
Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle
numerose recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e
Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).
[1] Per ulteriori dati su Aplysia, si veda nel glossario “Alfabeta” del sito (percorso: HOME PAGE – RUBRICHE – ALFABETA).