LA SUMOILAZIONE REGOLA
I RECETTORI KAR
Il traffico dei recettori e dei canali ionici contribuisce alla regolazione della neurotrasmissione e si ritiene abbia un ruolo chiave nella plasticità sinaptica. Sia la fosforilazione, sia l’ubiquitinazione si sono mostrate in grado di promuovere il traffico delle proteine sinaptiche. Un nuovo studio condotto da Martin e dai suoi colleghi del centro per lo studio della plasticità sinaptica afferente alla Bristol University, rivela un ruolo della sumoilazione nel traffico di un tipo di recettori per il glutammato, i KAR (da kainate receptor).
La sumoilazione è una modificazione post-traduzionale che media vari processi come la localizzazione nucleare, l’interazione proteina-proteina e la repressione trascrizionale. Consiste nel legame covalente, a varie proteine nucleari e di membrana, di macromolecole polipeptidiche dette small ubiquitin-related modifier (SUMO, da cui “sumoilazione”) e distinte in SUMO 1, SUMO 2 e SUMO 3. Non è ancora possibile definire un ruolo generale per questo processo, tuttavia si ritiene svolga una funzione regolatrice, ed è stato ipotizzato che intervenga nel traffico dei KAR.
Studi recenti hanno dimostrato che la sumoilazione può modulare l’eccitabilità delle cellule nervose regolando l’apertura dei canali ionici, Martin e i suoi collaboratori hanno esplorato la possibilità che questo processo intervenga nella regolazione dell’attività sinaptica anche agendo sul traffico dei KAR (Martin S., Nishimune A., Mellor J. R. and Henley J. M. SUMOylation regulates kainate-receptor-mediated synaptic transmission. Nature 447, 321-325, 2007).
Per verificare l’intervento della sumoilazione nell’internalizzazione dei KAR, i ricercatori hanno espresso nei neuroni un SUMO-inibitore, SENP1.
Ne è risultata l’inibizione dell’endocitosi di GluR6 e l’evidenza che il legame con SUMO, in combinazione con l’attivazione del recettore, è essenziale perché si abbia l’internalizzazione di GluR6.
Gli esperimenti successivi hanno dimostrato che il traffico di GluR6 mediato da SUMO può notevolmente incidere sulla funzione sinaptica: l’infusione di SUMO1 in sezioni dell’area CA3 dell’ippocampo, riduceva la dimensione delle correnti post-sinaptiche eccitatorie KAR-mediate, mentre l’infusione dell’inibitore SENP1 accresceva queste correnti.
Il lavoro del gruppo di Martin ha l’importante merito di aver accertato elementi che consentono di prospettare un ruolo della sumoilazione nella regolazione dell’attività sinaptica legata ai KAR, ma pone anche una serie di nuovi interrogativi per la ricerca.
Infatti, se è plausibile che la downregulation dei KAR via sumoilazione costituisca una risposta difensiva dei neuroni ippocampali allo stimolo eccitotossico, come propongono gli autori del lavoro, non è poi facile inquadrare un tale meccanismo nella fisiologia dei processi di regolazione sinaptica, perché non conosciamo i fattori che collegano la sumoilazione all’attivazione recettoriale, né i criteri in base ai quali questo processo interviene nell’internalizzazione. D’altra parte, è ancora da accertare se e in quali circostanze il legame con SUMO di GluR6 contribuisca alla plasticità sinaptica.
L’autrice
della nota ringrazia Isabella Floriani per la correzione della bozza.