IL RUOLO DI ORB2 NELLA
MEMORIA DI LUNGO TERMINE
Secondo un’ipotesi molto accreditata, le sinapsi attivate di recente sono contraddistinte da molecole che facilitano la cattura di proteine richieste per il potenziamento di lungo termine (LTP), base per la formazione delle memorie di lungo termine (synaptic tagging hypothesis).
La natura dei contrassegni molecolari che predisporrebbero la sinapsi ad essere rinforzata per assicurare la conservazione dell’esperienza, è risultata di difficile accertamento, ma un recente lavoro condotto da Keleman e i suoi colleghi degli Istituti di Patologia Molecolare e Biotecnologie Molecolari dell’Accademia delle Scienze austriaca, ha fornito una convincente dimostrazione che ORB2 svolga questo ruolo in Drosophila melanogaster (Keleman K., Krüttner S., Alenius M., Dickson B. J., Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nature Neuroscience 10 (12), 1587-1593, 2007).
Gli esperimenti si sono avvalsi di una procedura che sfrutta un noto paradigma di apprendimento legato al comportamento riproduttivo del moscerino: il sistema nervoso del maschio che si espone ad una femmina accoppiata di recente, apprende la soppressione del corteggiamento verso questa femmina non recettiva. In condizioni normali, il maschio, conservando la capacità di corteggiare le vergini, consolida una memoria di lungo termine nell’esclusione di tutte le femmine già accoppiate.
Per verificare la loro ipotesi sul ruolo di ORB2, i ricercatori hanno generato mutanti in cui la proteina era inattiva, ed hanno verificato gli effetti della manipolazione genetica sul comportamento dei moscerini.
ORB2 è una cytoplasmic-poliadenilation-element-binding protein (CPEB), che in precedenti studi ha mostrato caratteristiche tali da farne una buona candidata al ruolo di “tag” sinaptico. Keleman e i suoi colleghi, per inattivarla nei mutanti, ne hanno eliminato la regione N-terminale ricca di glutamina.
I maschi mutanti hanno mostrato un comportamento normale nel breve termine, apprendendo l’inibizione verso le femmine già accoppiate ma, a differenza dei moscerini naturali, non presentavano la memoria di lungo termine per questo comportamento.
In particolare, il ricordo sembrava intatto fino a 6 ore dopo l’esperienza, ma entro 9 ore risultava irrimediabilmente perduto.
I ricercatori hanno provato a verificare l’importanza di ORB2 reintroducendo il gene orb2 nei neuroni del bulbo olfattivo (neuroni γ) necessari nel mediare la memoria di lungo termine per la percezione e il riconoscimento delle femmine già accoppiate.
L’esperimento ha avuto esito positivo, dimostrando il ristabilirsi della capacità naturale. E’ anche emerso che, in questi neuroni, la funzione di orb2 è richiesta acutamente durante l’esperienza o subito dopo.
Complessivamente i risultati di questa ricerca dimostrano che ORB2 è importante nella formazione della memoria di lungo termine e non in quella di breve termine, e che questa proteina potrebbe svolgere la funzione di marker che facilita la formazione del potenziamento di lungo termine (LTP), anche se, a differenza di altre proteine CPEB, per ORB2 non è stata ancora dimostrata la capacità di regolare la traduzione dell’mRNA locale, funzione che sarebbe importante per tale compito.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa
Floriani per la correzione della bozza.