RUOLO DEL RICICLO DELLE VESCICOLE NEI RITMI CIRCADIANI

 

 

Il ruolo di regolatore del ritmo circadiano di molti processi fisiologici è svolto dal nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo (SCN, da suprachiasmatic nucleus) mediante l’espressione ciclica di particolari geni (clock genes), i cui prodotti regolano l’espressione quotidiana di molti altri geni. Impiegando l’analisi proteomica, Hastings e colleghi del Cambridge Centre for Proteomics, Department of Biochemistry, University of Cambridge (UK), hanno accertato che la regolazione avviene anche al livello post-trascrizionale, in casi come quello delle proteine associate al ciclo delle vescicole sinaptiche. Dalla sperimentazione è emerso che il riciclo delle vescicole ha un importante ruolo nel mantenere l’espressione circadiana dei geni clock nei neuroni soprachiasmatici (Deery M. J., et al. Proteomic analysis reveals the role of synaptic vesicle cycling in sustaining the suprachiasmatic circadian clock. Current Biology 19 (23), 2031-2036, 2009).

I ricercatori hanno estratto le proteine dalle cellule nervose di SCN di topo in punti cronologici definiti dello spettro temporale circadiano e ne hanno definito il livello impiegando un approccio proteomico. Sono apparsi 53 spots (circa 6% di proteine espresse) che dimostravano evidenti variazioni quantitative fra i campioni presi nell’arco di 12 ore. Alcune di queste 53 proteine erano isoforme; fra le 34 proteine uniche identificate che erano sotto un forte controllo circadiano, alcune erano implicate nel riciclo delle vescicole sinaptiche, altre nel metabolismo cellulare e, infine, vi erano heat shock proteins. E’ importante sottolineare che gli mRNA codificanti questi polipeptidi non mostravano una regolazione circadiana, motivo per cui in precedenza queste molecole non erano state incluse nel novero di quelle sotto il controllo dell’orologio ipotalamico.

Quanto emerso indica che nella regolazione circadiana operata da SCN hanno un ruolo dei meccanismi post-trascrizionali, come era stato accertato in precedenza per il fegato.

I ricercatori hanno poi indagato la possibilità che il ciclo delle vescicole sinaptiche possa svolgere un ruolo di segnapassi nel nucleo che funge da orologio principale del sistema nervoso centrale. A questo scopo, hanno trattato alcune sezioni organotipiche di SCN con il dynasore, un inibitore dell’endocitosi, ed altre con la tossina botulinica A (Botox A) che inibisce l’esocitosi, e poi hanno misurato gli effetti di questi composti sull’espressione del clock gene Period 1 (Per1) e della clock protein Per2.

Entrambi i trattamenti hanno ridotto l’ampiezza del ciclo di Per1 e Per2, e Botox A ha anche allungato il periodo di oscillazione, dimostrando che l’alterazione del ciclo delle vescicole sinaptiche inficia la funzione di segnapassi dei neuroni soprachiasmatici.

In conclusione, il lavoro del team guidato da Hastings dimostra che la regolazione circadiana delle proteine implicate nel ciclo vescicolare si può verificare ad un livello post-trascrizionale, e suggerisce che il ciclo delle vescicole sinaptiche dei neuroni di SCN sia esso stesso un meccanismo di regolazione del ritmo.

 

 L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza ed invita i visitatori del sito a leggere le recensioni di argomento connesso nelle “Note e Notizie”.

 

Nicole Cardon  

BM&L-Gennaio 2010

www.brainmindlife.org

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]