La memoria dipende da una proteina “virale”

La memoria, cioè la capacità del cervello di conservare informazioni, potrebbe dipendere da una proteina che ha molto in comune con una nota classe di virus, i retrovirus (Fig.1).

Fig.1: Immagine 3D di un retrovirus

La ricerca è stata condotta da un gruppo di ricercatori dell’Università dello Utah, diretto da Jason A. Sheperd, ed è recentemente apparsa sulla rivista scientifica Cell.

Quello che è stato evidenziato riguarda il comportamento di una proteina che ha un ruolo fondamentale nell’apprendimento e nella memoria a lungo termine. Sembra, infatti, che vi sia un meccanismo analogo tra la formazione della memoria e la modalità con cui i virus infettano le cellule ospiti. In questo caso però con vantaggio dell’organismo in questione: la proteina passa, infatti, da un neurone all’altro trasportando con sé un frammento di mRNA.

Chi è la protagonista di questa storia?

Si tratta di una proteina che da lungo tempo è al centro degli studi del team di Sheperd.
Il suo nome è Arc (activity regulated cytoscheletal-associated protein) ed è essenziale per la memoria, come dimostrato dal fatto che topi privi del gene codificante per la proteina avessero un cervello dotato di minore plasticità e rimuovessero in poco tempo anche informazioni accumulate in sole 24 ore.

La vera novità è però arrivata dopo un lungo periodo di osservazione quando, qualche tempo fa, i ricercatori sono riusciti a catturare un’immagine di Arc mentre si assemblava in grandi strutture, la cui forma ricordava un capside virale, simile a quello dei retrovirus.

Fig.2

Una ulteriore conferma di quella che, all’inizio, sembrava solo un’ipotesi è arrivata dall’analisi delle sequenze genetiche da cui si origina la proteina: si tratta, infatti, di sequenze molto simili a quelle che codificano i capsidi virali, le strutture deputate a contenere il materiale genetico virale, che verrà poi passato alla cellula da infettare.

Cosa ancora più importante è che la proteina in questione non presenta solo una struttura simile al capside virale, ma ne conserva anche la funzione: diverse copie di Arc, infatti, si assemblano in strutture cave al cui interno vengono incapsulati i frammenti di mRNA che verranno poi liberati nello spazio sinaptico dopo che il neurone è stato attivato.

Fig.3: Neuroni che stanno esprimendo materiale genetico trasportato dalla proteina Arc

Una delle possibili cause di questo evento può essere spiegato tentando di ricostruire la storia evolutiva della proteina.
Sembra, infatti, che questa proteina sia derivata da un evento evolutivo casuale, probabilmente un’infezione virale, che ha interessato i mammiferi circa 350-400 milioni di anni fa. L’organismo in questione è un antenato degli oggi conosciuti retrovirus (di cui fa parte l’HIV) ma si trova anche nel nostro genoma in quei frammenti di DNA, noti con il nome di retrotrasposoni.

Non è tutto: lo stesso meccanismo è stato poi riscontrato dallo stesso Sheperd anche nelle mosche, dove però si è originato in tempi più recenti, circa 150 milioni di anni fa e coinvolgendo una famiglia di retrotrasposoni differente.

Emanuela Pasculli

Fonte:

Le Scienze

Laureanda in Biotecnologie Mediche e Farmaceutiche in quel di Bari.
Sono una ragazza molto curiosa e mi piace osservare ciò che mi circonda e trovare una risposta alle mie tremila domande.
Grazie a questo blog ho unito due passioni: la microbiologia e la scrittura e spero che questo sia solo il punto di partenza.

Informazioni su Emanuela Pasculli 43 Articoli
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