LA DINEINA DISTINGUE I
DENDRITI DAGLI ASSONI
Le peculiarità strutturali, funzionali e molecolari degli assoni e dei dendriti costituiscono l’elemento citologico fondamentale alla base della fisiologia del sistema nervoso di tutti gli animali e rappresentano l’asse portante del processo che ha generato nella filogenesi l’enorme varietà di tipi neuronici e circuiti funzionali esistenti. Due studi indipendenti, il primo condotto da un gruppo guidato da Uemura presso il Dipartimento di Biofisica dell’Università di Kyoto (Giappone) e il secondo eseguito da un team facente capo a Jan nei laboratori del Dipartimento di Fisiologia dell’Università della California a San Francisco, hanno dimostrato il ruolo della proteina motoria dineina nel definire caratteristiche proprie e distintive di ciascuno dei due tipi di prolungamento cellulare (Satoh D., et al. Spatial control of branching within dendritic arbors by dinein-dependent transport of Rab5-endosomes. Nature Cell Biology 10, 1164-1171, 2008; Zheng Y., et al. Dynein is required for polarized transport and uniform microtubule orientation in axons. Nature Cell Biology. 10, 1172-1180, 2008).
La scorsa settimana, Diane Richmond ha recensito uno studio in cui, mutando in assoni i dendriti di circuiti attivamente funzionanti, è stata dimostrata nel tessuto nervoso adulto la reversibilità -precedentemente descritta in neuroni immaturi o isolati- del processo che definisce la natura dei prolungamenti ricevitori o trasmettitori della cellula nervosa. In quel lavoro è stato riconosciuto il ruolo di marker assonico distale alla stabilità dei microtubuli, sulla scorta di altri studi che avevano identificato questo fissaggio strutturale come evento-chiave nella specificazione dell’assone in corso di sviluppo (Note e Notizie 04-10-08 Dendriti mutati in assoni in circuiti attivi).
Questi risultati hanno ulteriormente accresciuto l’interesse per le peculiarità di cilindrassi ed alberi dendritici, e posto con maggiore urgenza la domanda relativa ai processi responsabili dello stabilirsi delle differenze, domanda che trova una prima risposta nelle ricerche dei due gruppi guidati rispettivamente da Uemura e Jan.
Entrambi i gruppi hanno adottato un approccio genetico avanzato per identificare le proteine che influenzano la morfologia dendritica nei neuroni di Drosophila melanogaster, ed hanno rilevato che mutazioni nei geni codificanti per componenti del complesso della dineina determinavano un effetto straordinariamente evidente: le ramificazioni dendritiche aumentavano nei tratti prossimali e si riducevano drasticamente nelle parti distali, allo stesso tempo apparivano ramificazioni anomale negli assoni.
Sia a Kyoto che a San Francisco i ricercatori hanno cercato di identificare i processi influenzati dalla dineina con una serie di esperimenti dagli esiti molto interessanti, per i quali si rimanda alla lettura dei lavori originali. In estrema sintesi, si può dire che è stato scoperto un ruolo di questa proteina nella definizione delle maggiori caratteristiche distintive di assoni e dendriti:
1) morfologia,
2) localizzazione degli organuli cellulari,
3) polarizzazione dei microtubuli,
4) composizione molecolare.
In particolare, a proposito delle molecole proprie del comparto ricevente, Jan e collaboratori hanno rilevato che Pickpocket (PPK), un canale ionico del Na+ specifico dei dendriti, era presente in assoni e dendriti dei neuroni mutanti per la dineina.
Naturalmente ora si attende l’identificazione dei meccanismi molecolari che mediano tutti i processi accertati nei due studi e caratterizzanti i due compartimenti neuronici.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]