SCOPERTO UN RUOLO DI
SEPT7 NELLO SVILUPPO DI DENDRITI E SPINE
Le spine dendritiche stanno rivelando aspetti strutturali e funzionali sempre più interessanti, che promettono di fornire risposte ad alcuni importanti quesiti sulla trasmissione dei segnali nelle reti del sistema nervoso centrale. Si pensi alle funzioni indipendenti e talora complementari dei compartimenti in cui sono suddivise, ed al ruolo che complessivamente svolgono nell’elaborazione dell’informazione.
Lo studio dei meccanismi che governano lo sviluppo e
il mantenimento dei rami e delle spine dendritiche è solo agli inizi, ma
sicuramente fornirà risultati importanti per la comprensione della fisiologia
del neurone, perciò è di notevole interesse il risultato ottenuto in questo
campo dai gruppi di ricerca di Xie e Tada, pressoché contemporaneamente: una
proteina del citoscheletro, nota per le sue funzioni nel lievito, ha un ruolo
chiave nello sviluppo dei rami dendritici e nella morfogenesi delle spine (Xie Y., et al. The GTP-binding protein septin 7
is critical for dendrite branching and dendritic-spine morphology. Curr. Biol. 17, 1746-1751, 2007; Tada T., et al. Role
of septin cytoskeleton in spine morphogenesis and dendrite development in
neurons. Curr. Biol. 17, 1752-1758, 2007).
Nel lievito le septine formano delle strutture simili ad anelli posti al collo delle estroflessioni di membrana ed hanno un’importanza critica nella genesi delle vescicole e nella compartimentazione della membrana plasmatica. Le septine sono state trovate nel cervello dei mammiferi, ma le loro funzioni non sono state ancora definite. La proteina del citoscheletro legante il GPT, septina 7 (o SEPT7), è risultata fondamentale nei processi che danno origine alle diramazioni delle strutture recettive del neurone ed alla formazione delle protrusioni che espandono il compartimento ricevente della cellula nervosa.
Entrambi i gruppi hanno studiato l’espressione di SEPT7 in neuroni ippocampali in coltura, ed hanno riscontrato la presenza della proteina, dopo due giorni, nei coni di crescita assonici e dendritici; in fasi successive dello sviluppo, la molecola è stata rilevata in aggregati localizzati in corrispondenza delle diramazioni dendritiche ed alla base delle protrusioni che danno luogo alle spine.
Per indagare la funzione svolta nello sviluppo dei dendriti, Tada e collaboratori hanno iperespresso SEPT7 nei neuroni dell’ippocampo: si è avuto un aumento di densità e complessità delle protrusioni dendritiche, così come del numero di rami delle arborizzazioni.
Entrambi i gruppi hanno impiegato strategie di RNA-interferenza per ottenere una downregulation di SEPT7, col risultato di un aumento di lunghezza delle protrusioni e delle spine dendritiche, associata ad una complessiva riduzione del numero delle diramazioni e della densità delle protrusioni.
Xie e colleghi si sono chiesti se il legame con il GTP è cruciale per il ruolo della proteina nello sviluppo dei rami e delle spine. A tale scopo hanno studiato gli effetti dell’iper-espressione di una forma mutante di SEPT7 mancante del dominio necessario al legame con il GTP. Il mutante ha determinato una netta riduzione nello sviluppo dell’albero dendritico, confermando l’importanza del legame con il composto trifosfato.
L’eloquenza dei risultati ottenuti dai due gruppi di ricerca incoraggia il prosieguo della sperimentazione, che dovrà verificare questi esiti in vivo.
La scoperta di un ruolo di SEPT7 nello sviluppo dendritico, ci suggerisce un’ipotesi da proporre al vaglio sperimentale: poiché nel lievito SEPT7 costituisce una barriera di diffusione che impedisce lo spostamento di proteine fra compartimenti diversi, nei neuroni potrebbe separare l’ambiente fisiologico della spina da quello della sua base di impianto.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa
Floriani per la correzione della bozza.