FOXP2 UMANO REGOLA I GENI ASSOCIATI ALLA PAROLA

 

 

Al gene FOXP2 (forkhead box P2), codificante un fattore di trascrizione (la proteina FOXP2) che regola innumerevoli altri geni e sembra custodire il segreto genetico della nostra capacità di parlare, abbiamo dedicato un articolo nel quale si discutono i risultati delle principali ricerche e si illustra il collegamento filogenetico fra il canto degli uccelli e la parola umana con i suoi disturbi (In Corso - FOXP2 E LA PAROLA)[1]. Ora, Konopka e i suoi colleghi del Program in Neurogenetics, David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles, hanno dimostrato che le caratteristiche umane della sequenza aminoacidica di FOXP2 determinano una specifica modificazione dell’espressione di un panel di geni nei neuroni (Konopka G., et al. Human-specific transcriptional regulation of CNS development genes by FOXP2. Nature 462, 213-217, 2009).

E’ lecito attendersi che in questa regolazione specificamente umana potrebbero risiedere le basi genetiche della nostra facoltà di impiego cognitivo-comunicativo di lingue verbali, o, almeno, gli elementi essenziali per definire il contributo di questa proteina allo sviluppo del linguaggio.

Un ruolo specifico di FOXP2 nell’evoluzione della parola è stato suggerito dal rilievo della comparsa di 2 sostituzioni aminoacidiche nella proteina, dopo la separazione della linea evolutiva umana da quella dello scimpanzè, in coincidenza con il periodo in cui si colloca l’origine della facoltà locutoria umana. Le conseguenze molecolari della doppia sostituzione erano ignote fino a quando il team di Konopka non ha ottenuto i risultati che costituiscono l’oggetto della presente recensione.

Per confrontare le proprietà della proteina FOXP2 umana con quelle della molecola ancestrale (scimpanzé), gli autori hanno espresso le due forme filogeneticamente correlate e diverse per due soli residui aminoacidici in linee di cellule nervose mancanti del fattore di trascrizione endogeno, hanno poi effettuato un’analisi dell’intero genoma ed una qRT-PCR per esaminare l’espressione genica. In tal modo è emerso che ben 116 geni subivano un’influenza maggiore da parte della proteina umana, sia nel senso di un’espressione maggiore che minore. Molti di questi geni, poi, erano espressi in maniera diversa nei tessuti provenienti dal nucleo caudato, dal polo frontale e dall’ippocampo umani e di scimpanzè.

Per determinare il modo in cui le due sostituzioni aminoacidiche in FOXP2 portavano ad effetti differenziali sulla trascrizione genica, i ricercatori hanno esaminato le regioni corte del promotore di 8 dei geni-bersaglio interessati. E’ emerso che 6 di queste erano differenzialmente transattivate dal FOXP2 umano e di scimpanzè.

Questi esiti suggeriscono che le variazioni nella sequenza di aminoacidi che si sono verificate durante l’evoluzione umana, hanno sostanziali conseguenze sull’azione che la proteina esercita sull’espressione genica nel cervello.

Fra i geni interessati, alcuni sono stati associati ad aspetti motori della produzione verbale, ed altri allo sviluppo craniofacciale e del cervello; tali associazioni suggeriscono che FOXP2 potrebbe regolare sia lo sviluppo neurale del linguaggio, sia quello delle strutture anatomiche necessarie alla fonoarticolazione.

I risultati ottenuti da Konopka e colleghi confermano ed integrano quelli pubblicati su Cell dal gruppo di Enard: nel topo la sostituzione in FOXP2 dei due aminoacidi secondo la sequenza umana ha modificato i circuiti cortico-basali e la vocalizzazione (Enard W., et al. A humanized version of Foxp2 affects cortico-basal ganglia circuits in mice. Cell 137, 961-971, 2009).

La differente regolazione di 116 geni fra scimpanzè e uomo è, probabilmente, molto vicina alla reale differenza esistita fra ominidi protoumani in grado di modulare suoni vocali secondo articolate intenzioni comunicative e progenitori ancestrali privi di questa capacità, pertanto sarà necessario uno studio analitico del ruolo di tutti questi geni per cercare di comprendere il modo in cui la loro diversa espressione è all’origine di questa facoltà straordinaria.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza ed invita i visitatori del sito a leggere gli altri scritti di argomento connesso.

 

Diane Richmond  

BM&L-Gennaio 2010

www.brainmindlife.org

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1] Si rimanda a questo articolo per ogni elemento introduttivo, dall’origine dell’acronimo FOXP2, agli studi pionieristici di Jane A. Hurst sulla ricorrenza nella famiglia KE (nome d’intesa) dello stesso tipo di disturbi del linguaggio per tre generazioni, all’individuazione da parte di Fisher (2001) delle mutazioni in FOXP2 responsabili dei sintomi dei KE. Qui ci limitiamo a ricordare che FOXP2 è attualmente l’unico gene le cui mutazioni sono implicate in una forma di disturbo del linguaggio ad ereditarietà mendeliana (autosomica dominante, localizzazione: cromosoma 7), costituito da una disprassia verbale dello sviluppo, da disgrammatismo e vari sintomi dislalici.