Gefirina senza GABA organizza la struttura
postsinaptica
DIANE RICHMOND
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 29 giugno 2024.
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 è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Le alterazioni delle proprietà sinaptiche caratterizzano
numerose e gravi neuropatologie, pertanto l’approfondita conoscenza dei
meccanismi di sviluppo, mantenimento e regolazione sinaptica, non ha interesse
solo per fini neurofisiologici, ma può direttamente incidere sul trattamento di
malattie neurologiche e psichiatriche. In questo ambito di studi, un problema
di cui ci siamo occupati anche di recente, è rappresentato dal comprendere in
che modo al livello biologico cellulare di base si stabiliscano le connessioni
sinaptiche e in maniera appropriata e precisa determinino tutte le
corrispondenze molecolari fra strutture della membrana presinaptica e strutture
della membrana post-sinaptica, con particolare riguardo per la corrispondenza
tra zone attive di rilascio e recettori. Proprio a questo riguardo abbiamo
pubblicato la recensione di uno studio di rilievo, ma si tratta solo di una
prima risposta a uno dei tanti interrogativi.
Etta Carricaburu e
colleghi coordinati da Soham Chanda, per indagare i
meccanismi di questo processo, hanno analizzato in neuroni umani derivati da
cellule staminali il meccanismo molecolare della formazione post-sinaptica del
rilevamento del neurotrasmettitore inibitorio GABA (acido γ-aminobutirrico).
(Carricaburu E. et al., Gephyrin promotes autonomous
assembly and synaptic localization of GABAergic postsynaptic components without
presynaptic GABA release. Proceedings of
the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.2315100121, 2024).
La provenienza degli autori
è la seguente: Department of Biochemistry and Molecular
Biology, Colorado State University, Fort Collins, CO (USA); Biological Science
Division, University of Chicago, Chicago, IL (USA); Molecular, Cellular and
Integrated Neurosciences Program, Colorado State University, Fort Collins, CO (USA);
Cell and Molecular Biology Program, Colorado State University, Fort Collins, CO
(USA).
L’importanza delle sinapsi inibitorie GABAergiche
nel nostro encefalo, e più in generale in quello dei mammiferi, è superiore a
quella di qualsiasi altro sistema neurotrasmettitoriale, sia perché sono le più
numerose – il GABA è quantitativamente il neurotrasmettitore più presente – sia
perché la loro attività inibitoria costituisce il meccanismo di regolazione,
controllo e calibratura di fondo della fisiologia della corteccia cerebrale e
delle reti che fanno capo alla corteccia. Un vecchio aforisma neurofisiologico
diceva: la corteccia è guidata dall’inibizione; in effetti, i meccanismi
inibitori gabaergici, oltre a regolare le risposte di una miriade di piccoli circuiti,
costituiscono il meccanismo che consente di tenere preparati e sospesi tutti i
sistemi neuronici che il cervello prevede di impiegare momento per momento. Non
è ancora definito il modo in cui questi miliardi di giunzioni interneuroniche si generino e stabiliscano il perfetto
allineamento tra gli apparati strutturali pre-sinaptici e post-sinaptici.
Etta Carricaburu e colleghi coordinati da Soham Chanda hanno monitorato, in una coltura neuronica
eccitatoria glutammatergica, derivata da cellule staminali umane che
virtualmente manca di rilascio vescicolare inibitorio GABAergico, la
distribuzione cellulare di varie proteine post-sinaptiche GABAergiche.
In tal modo, i ricercatori hanno accertato che varie subunità recettoriali GABAA
(GABAAR-subunits), proteine di
impalcatura post-sinaptica e molecole principali di adesione cellulare possono
affidabilmente co-aggregarsi e co-localizzarsi ai domini sub-sinaptici anche
deficitari di GABA, ma rimangono fisicamente segregate (distinte e separate) dalle
controparti glutammatergiche.
Queste composizioni post-sinaptiche e la loro
appropriata giustapposizione con le corrispondenti aree di input
presinaptico sono gravemente perturbate dalla delezione genetica della Gefirina, e del fattore di scambio guanosina di- e
tri-fosfato (GDP/GTP) associato alla Gefirina, Collybistina. I blocchi di Gefirina-GABAAR,
sviluppati in assenza della fisiologica neurotrasmissione GABA, potevano essere
successivamente attivati e anche potenziati, mediante una fornitura ritardata
di GABA vescicolare. Da questi elementi si deduce che l’organizzazione
molecolare post-sinaptica GABAergica può essere avviata mediante un meccanismo
molecolare intrinseco Gefirina-dipendente, ma
indipendente dal GABA.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e
invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Diane
Richmond
BM&L-29 giugno 2024
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