NUOVE SULLA
SELEZIONE DELLE SINAPSI NELLO SVILUPPO
La teoria della selezione dei gruppi neuronici di Gerald Edelman spiega l’embriogenesi delle strutture dell’encefalo sulla base di un processo di selezione competitiva fra le cellule nervose che costituiscono il “repertorio primario”, direttamente originato dal piano di sviluppo genetico. La visione complessiva dei processi di ontogenesi e filogenesi cerebrale, alla quale la maggior parte dei soci della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life” aderisce, non si discosta molto da quella dell’ex-immunobiologo molecolare e premio Nobel per la Medicina nel 1972, anzi vi aggiunge una maggiore attenzione al processo di eliminazione selettiva delle sinapsi secondo le ipotesi avanzate da Giuseppe Perrella.
La complessità delle architetture funzionali delle reti neurali e la ricchezza di possibilità insita nelle modalità di interazione, non potrebbe essere il frutto di un piano genetico fisso e rigidamente schematico nelle sue conseguenze e, probabilmente, nella costruzione di una struttura vivente in cui le parti in formazione sono già attive ed interagenti, non vi potrebbe essere una soluzione migliore della selezione nel corso dello sviluppo. Man mano che si formano centri, vie, nuclei, lamine, colonne ed aggregati di ogni tipo, la funzione modella la struttura, e l’attività dei neuroni già formati promuove lo sviluppo di collegamenti che saranno progressivamente scolpiti nello spazio e regolati nel tempo dalla sintesi selettiva delle molteplici interazioni.
La consapevolezza dell’importanza della selezione sinaptica nel complesso della biologia cerebrale, aggiunge un elemento di interesse alla difficile sfida affrontata dai ricercatori impegnati nel tentativo di far luce nel vasto e vario numero di processi che la rendono possibile.
Attualmente, sebbene siano stati studiati vari aspetti dello sviluppo precoce di molte giunzioni e della loro riduzione a favore del consolidamento delle più adatte, non si conosce il modo in cui viene individuata la sinapsi da eliminare, né l’apparato molecolare incaricato di demolizione e riciclaggio della struttura superflua. In un recente lavoro, Shen e tre suoi collaboratori del Department of Biological Sciences della Stanford University, con una serie di eleganti esperimenti, hanno individuato una via molecolare responsabile della regolazione del processo di eliminazione sinaptica in Caenorhabditis elegans (Ding M., Chao D., Wang G., & Shen K., Spatial regulation of an E3 ubiquitin ligasi directs selective synapse elimination. Science 317, 947-951, 2007).
In sintesi, la sperimentazione dimostra che la regolazione sub-cellulare della degradazione delle proteine mediata da una E-3 ubiquitin-ligasi, contribuisce a definire con precisione le sinapsi da conservare: SYG-1, una molecola di adesione sinaptica, in corrispondenza delle strutture da conservare si lega ad una subunità del complesso che consente la degradazione proteasomica, impedendone l’assemblaggio e, conseguentemente, il funzionamento.
Questo studio associa la degradazione proteica all’eliminazione sinaptica, ed individua un meccanismo mediante il quale le sinapsi più efficaci possono essere stabilizzate, mentre le altre, lasciate prive di protezione, divengono obiettivo dei processi di rimozione.