UN FERORMONE CON AZIONI
DIVERSE IN MASCHI E FEMMINE
L’interesse per i ferormoni, come molecole in grado di influenzare a distanza il comportamento e la fisiologia dell’organismo di individui di una stessa specie, è sempre crescente. Particolarmente in seguito alla scoperta di una nuova classe di recettori i cui geni sono presenti anche nell’uomo, i TAAR (da trace-amine associated receptors, così detti perché in grado di rispondere a tracce lasciate da altri animali) da parte del premio Nobel Linda B. Buck in collaborazione con Liberles S. D. (Note e Notizie 30-09-06 Olfatto: scoperta una nuova classe di chemosensori), l’attenzione dei ricercatori sul ruolo svolto dai ferormoni nella specie umana è enormemente cresciuto (si veda anche Note e Notizie 03-05-08 Il bacio, la sua fisiologia e la sua origine – quinta parte). Tuttavia, gli insetti rimangono gli animali più studiati ed ambito di elezione nel quale si svolgono gli studi paradigmatici della fisiologia di queste molecole.
Richard Axel, Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina del 2004 (premio condiviso con la già menzionata Buck), con un gruppo di lavoro del Dipartimento di Biochimica e Biofisica Molecolare dell’Howard Huges Medical Institute della Columbia University, guidato da Datta, ha condotto un interessante studio che ha chiarito perché uno stesso ferormone (cVA) è in grado di promuovere due comportamenti diversi nei maschi e nelle femmine del moscerino della frutta Drosophila melanogaster (Datta S. R., et al. The Drosophila pheromone cVA activates a sexually dimorphic circuit. Nature 452, 473-477, 2008).
Nei maschi di Drosophila il ferormone cVA (da cis-vaccinil acetato) sopprime il comportamento di accoppiamento con altri maschi, mentre nelle femmine ha un effetto di promotore della recettività verso l’altro sesso. I ricercatori hanno dimostrato che il circuito neuronico attivato da questa molecola presenta lievi differenze in grado di spiegare come un singolo composto possa avviare patterns neurofunzionali tanto diversi.
In entrambi i sessi, i recettori per cVA (Or67d) sono espressi in un subset di neuroni olfattori che proiettano al glomerulo DA1 nel lobo antennale. Qui, queste cellule formano sinapsi con neuroni di proiezione che innervano il corno laterale del proto-cervello, che regola l’avvio del comportamento di corteggiamento. In entrambi i sessi, sia i neuroni contenenti i recettori per cVA, sia quelli di DA1 a loro associati, esprimono il gene fru, importante regolatore del corteggiamento (complessivamente circa 2000 neuroni nella struttura cerebrale dell’insetto esprimono questo gene).
Per verificare se i differenti comportamenti indotti nei due sessi da cVA fossero dovuti a dimorfismo sessuale del circuito attivato, i ricercatori hanno espresso una proteina fluorescente verde fotoattivabile (PA-GFP), specificamente nei neuroni esprimenti fru.
La fotoattivazione di PA-GFP, mediante l’illuminazione mirata dei neuroni di proiezione di DA1, ha consentito agli autori di visualizzare i percorsi individuali di innervazione del corno laterale.
I ricercatori hanno riscontrato che le branche
ventrali delle proiezioni assoniche dei neuroni DA1 esprimenti fru, nel
corno laterale, erano più dense nei maschi che nelle femmine. Con successivi esperimenti
genetici hanno accertato che le specifiche varianti sessuali di fru
erano responsabili di questa differenza, regolando il dimorfismo sessuale del pattern
di proiezione.
In particolare, l’espressione di fruM (variante maschile del gene) nei neuroni di proiezione DA1 e in altri tipi neuronici da identificare, è richiesta perché si abbia l’arborizzazione ventrale degli assoni nel corno laterale, tipica del maschio.
Questo lavoro, oltre ad identificare la base -in passato solo ipotizzata- del diverso effetto di cVA su maschi e femmine, mostra come l’espressione di fotoproteine costituisca un metodo straordinariamente efficace per tracciare i collegamenti di singoli neuroni nel sistema nervoso in vivo.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza e
invita a scorrere l’elenco delle “Note e Notizie” di questo sito per recensioni
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