Nuovi meccanismi nella memoria e ruolo epigenetico dei piRNA
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 07 dicembre 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]
Negli anni recenti, è progressivamente cresciuta la comprensione del ruolo che giocano i meccanismi epigenetici nel cervello, non soltanto negli affascinanti processi che si verificano durante lo sviluppo embrionario, ma anche nei neuroni maturi implicati in processi di fondamentale importanza per la stessa sopravvivenza, quale la formazione della memoria a lungo termine. L’identificazione di modificazioni epigenetiche di loci genici, sintonizzate spazialmente e temporalmente, durante la fase di immagazzinamento delle memorie, ha rivelato una regolazione sconosciuta in passato e subito divenuta oggetto di intensi studi.
Quale guida migliore del Premio Nobel Eric Kandel, il maggiore studioso di biologia molecolare della memoria, per orientarsi nel panorama delle numerose ricerche condotte in questo campo e comprenderne il valore?
Kandel e due suoi colleghi della Columbia University esperti di meccanismi epigenetici e delle piccole molecole di acido ribonucleico implicate in questi processi, in un articolo apparso su Trends in Neuroscience, fanno il punto delle conoscenze e discutono gli aspetti più rilevanti (Landry C. D., Kandel E. R., Rajasethupathy P., New mechanisms in memory storage: piRNA and epigenetics. Trends in Neuroscience 36 (9): 535-542, 2013).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Neuroscience, Columbia University, New York (USA); Yale University, New Haven, CT (USA).
Le straordinarie scoperte sui meccanismi molecolari della memoria a breve termine e a lungo termine ottenute nel laboratorio di Kandel e in quelli collegati, da sole consentono di ripercorrere le tappe della scoperta della biologia molecolare della memoria, caratterizzata da elementi fondamentali universalmente presenti in tutte le specie animali studiate, dal moscerino all’uomo. Kandel e Schwartz, scoperto il ruolo dell’AMP-ciclico nelle memoria a breve termine, collaborando con Greengard identificarono nella proteinchinasi A la molecola mediatrice degli effetti dell’AMP-ciclico: le due molecole sembravano essere necessarie e sufficienti per determinare il rafforzamento sinaptico corrispondente all’apprendimento di breve durata. Kandel comprese che la conversione di una traccia mnemonica in un ricordo permanente richiede una intensa sintesi proteica, con l’espressione di specifici geni. Cominciò la ricerca sui “geni della memoria”. Una scoperta-chiave fu l’identificazione di CREB come interruttore della memoria a lungo termine, ma le nuove acquisizioni furono numerose, fino all’identificazione del ruolo dei prioni.
Ma, torniamo all’argomento dell’articolo qui recensito. Le modificazioni sintonizzate spazialmente e temporalmente di loci genici durante i processi di immagazzinamento dell’informazione mnemonica hanno rivelato la natura di regolazione epigenetica target-specifica, input-rispondente e di lunga durata. I meccanismi sottostanti questa regolazione sono stati oggetto di numerose indagini, ma nessuno di essi è stato identificato con precisione fino a tempi recentissimi.
Nuovi elementi di conoscenza per la comprensioni di questi meccanismi sono venuti dallo studio delle piccole specie di RNA. Infatti, da alcuni studi è emerso che i piccoli RNA possono agire da regolatori in grado di conferire specificità di sequenza ai processi modificanti il DNA e la cromatina.
Kandel e i suoi due collaboratori discutono in questo articolo - al testo integrale del quale si rimanda per i contenuti specifici della discussione - i progressi compiuti nell’elucidazione dei meccanismi epigenetici implicati nella memoria a lungo termine, focalizzando l’attenzione sui piccoli RNA e, in particolare, gli RNA piwi-interagenti (piRNA, da piwi-interacting RNA) e il ruolo che questi svolgono nella regolazione epigenetica della formazione delle memorie a lungo termine.
L’autore della nota invita alla
lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che appaiono sul sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).