UN FERORMONE CHE
FAVORISCE LA COPULA E SCORAGGIA I RIVALI
E’ noto e studiato da molto tempo il ruolo dei ferormoni nel corteggiamento e nell’accoppiamento di varie specie animali. L’importanza di queste molecole nella nostra specie è stata apprezzata più di recente, anche grazie alla scoperta di una nuova classe di recettori e ai nuovi studi sulla fisiologia del nervo terminale (Note e Notizie 30-09-06 Olfatto: scoperta una nuova classe di chemosensori; Note e Notizie 31-03-07 Il sesso e il nervo sconosciuto).
I processi che mediano gli effetti dei ferormoni sembrano seguire un paradigma generale comune a tutte le specie, tuttavia i meccanismi molecolari della loro azione sono in gran parte ignoti, perciò appaiono di estremo interesse le nuove acquisizioni ottenute in questo campo da tre gruppi di ricerca indipendenti.
Queste ricerche hanno focalizzato l’attenzione su un ferormone maschile del moscerino della frutta e dell’aceto, Drosophila melanogaster, il quale sembra attrarre le femmine e respingere gli altri maschi che lo percepiscono. Si tratta dell’11-cis-vaccinil-acetato (cVA), composto volatile prodotto dai maschi e trasferito alle femmine durante la copula, con il risultato di un effetto anti-afrodisiaco esercitato sui moscerini di sesso maschile che, percependolo, sono inibiti. In tal modo il cVA previene il corteggiamento di femmine che si sono già accoppiate.
I ferormoni sono rilevati da neuroni specializzati dell’epitelio olfattivo che, in genere, esprimono un solo tipo di recettore, perciò i ricercatori hanno lavorato per identificare il tipo di cellula nervosa che con il suo recettore risponde specificamente a cVA.
Dickinson e i suoi collaboratori hanno studiato il recettore OR67D, che può conferire sensibilità a cVA quando ectopicamente espresso nei neuroni olfattivi specializzati (Kurtovic, Widmer & Dickson, A single class of olfactory neurons mediates behavioural responses to a Drosophila sex pheromone. Nature 446, 542-546, 2007; per un commento si veda la discussione editoriale: Nature 446, 502-504, 2007).
I ricercatori hanno creato moscerini transgenici che non esprimono il gene Or67d e ne hanno monitorato il comportamento relativo al corteggiamento. I mutanti corteggiavano altri maschi con una frequenza maggiore del solito, ma continuavano normalmente a corteggiare le femmine vergini come i moscerini geneticamente naturali. La mutazione, però, sembrava ridurre la propensione delle femmine ad accoppiarsi.
Per verificare se gli effetti noti del cVA siano mediati dal recettore OR67D, è stato cosparso l’addome delle femmine con il ferormone: i maschi normali non tentavano più l’accoppiamento, mentre quelli mutanti non percepivano il segnale inibitorio e tentavano ugualmente di accoppiarsi.
Questo esito della sperimentazione sembra dimostrare che OR67D è necessario e sufficiente per mediare l’azione di cVA consistente nel promuovere l’accoppiamento nelle femmine ed inibire il comportamento riproduttivo in altri maschi.
Lo studio condotto da van der Goes van Nanters e Carlson complica ed arricchisce il quadro. Questi ricercatori hanno testato vari ferormoni, incluso cVA, per individuarne i recettori. A tale scopo hanno impiegato un sistema in cui i geni dei recettori endogeni di un particolare neurone sono sostituiti con quelli dei recettori da testare. Per vedere quali recettori avrebbero risposto, hanno posto le molecole in un capillare che è stato accostato alle antenne di moscerini maschi e femmine.
Il risultato è interessante perché ha dimostrato che, accanto a OR67D, anche l’espressione di OR65A è in grado di conferire la capacità di mediare gli effetti di cVA (van der Goes van Nanters & Carlson, Receptors and Neurons for fly odors in Drosophila. Curr Biol. 17, 606-612, 2007).
Più sopra abbiamo fatto riferimento all’inibizione del comportamento riproduttivo indotto nel maschio dalla percezione di cVA sul corpo di una femmina, a questo bisogna aggiungere che, quando un maschio vede frustrato il suo tentativo di copula con una femmina già accoppiata, non proverà più ad accoppiarsi con altre femmine. Tale fenomeno, convenzionalmente definito “memoria generalizzata”, è attribuito all’ipotetica azione di un ferormone che genera avversione.
Griffith e collaboratori hanno cercato di identificare la base cellulare e molecolare di questa memoria generalizzata. A tale scopo hanno confrontato estratti ottenuti da femmine vergini e già accoppiate, riscontrando nelle seconde tassi più alti di cVA. La presenza di questo ferormone sessuale nella test-chamber era in grado da sola di determinare nel maschio la formazione della memoria generalizzata. I ricercatori hanno allora cercato di stabilire quali cellule fossero indispensabili per questo apprendimento. Gli esperimenti hanno mostrato che i neuroni esprimenti il recettore OR65A per cVA erano indispensabili per il formarsi della memoria generalizzata (Ejima A., et al. Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccinil acetate. Curr Biol. 17, 599-605, 2007).
Si può perciò desumere, dall’insieme delle tre ricerche, che l’azione di cVA favorente l’accoppiamento sia mediata da OR67D, mentre quella che lo inibisce sia tradotta da OR65A.
L’autrice della nota ringrazia il presidente di
BM&L-Italia con il quale ha discusso l’argomento trattato, ed Isabella
Floriani per la correzione della bozza.