Identificazione "Memory Molecule" in Fruit Fly Study
Il ritrovamento, pubblicato sulla rivista Frontiere nei circuiti neurali, è importante in quanto la molecola può rappresentare un nuovo target per interventi terapeutici per invertire la perdita di memoria.
Gli scienziati dell'Università di Bristol hanno cercato di comprendere meglio i meccanismi che consentono la formazione dei ricordi studiando i cambiamenti molecolari nell'ippocampo, un'area del cervello coinvolta in modo critico nell'apprendimento.
I ricercatori hanno affermato che studi precedenti hanno dimostrato che la nostra capacità di apprendere e formare ricordi è dovuta a un aumento della comunicazione sinaptica chiamato potenziamento a lungo termine o LTP. Questa comunicazione viene avviata attraverso un processo chimico innescato dal calcio che entra nelle cellule cerebrali e attiva un enzima chiave chiamato "Ca2 + responsive chinase" (CaMKII).
Una volta che questa proteina viene attivata dal calcio, innesca un interruttore nella propria attività che le consente di rimanere attiva anche dopo che il calcio è scomparso. Questa capacità speciale di CaMKII di mantenere la propria attività è stata definita "l'interruttore della memoria molecolare".
Fino ad ora, rimaneva ancora la domanda su cosa inneschi questo processo chimico nel nostro cervello che ci permette di apprendere e formare ricordi a lungo termine.
Il team di ricerca ha condotto esperimenti utilizzando il comune moscerino della frutta (Drosophila) analizzare e identificare i meccanismi molecolari alla base di questo interruttore. Utilizzando avanzate tecniche di genetica molecolare che hanno permesso loro di inibire temporaneamente la memoria delle mosche, il team è stato in grado di identificare un gene chiamato CASK come la molecola sinaptica che regola questo "interruttore di memoria".
James Hodge, Ph.D., l'autore principale dello studio, ha dichiarato: "I moscerini della frutta sono notevolmente compatibili per questo tipo di studio poiché possiedono funzioni neuronali e risposte neurali simili per gli esseri umani. Anche se piccoli sono molto intelligenti, ad esempio possono atterrare sul soffitto e rilevare che la frutta nella tua fruttiera si è spenta prima che tu possa farlo. "
"Negli esperimenti in cui abbiamo testato l'apprendimento e la capacità di memoria delle mosche, coinvolgendo due odori presentati alle mosche con uno associato a uno shock lieve, abbiamo scoperto che circa il 90% era in grado di apprendere la scelta corretta ricordando di evitare l'odore associato a lo shock.
"Cinque lezioni di odore con punizione hanno fatto ricordare alla mosca di evitare quell'odore per un periodo compreso tra 24 ore e una settimana, che è un tempo lungo per un insetto che vive solo un paio di mesi."
Localizzando la funzione di queste molecole chiave, i ricercatori hanno scoperto che le mosche prive di questi geni mostravano una formazione di memoria interrotta. Nei test ripetuti della memoria, coloro che erano privi di questi geni chiave hanno dimostrato di non avere la capacità di ricordare a tre ore (memoria a medio termine) e 24 ore (memoria a lungo termine) sebbene il loro apprendimento iniziale o la memoria a breve termine non fossero influenzati.
Infine, il team ha introdotto una copia del gene CASK umano - l'80% identico al gene CASK della mosca - nel genoma di una mosca che mancava completamente del proprio gene CASK e quindi di solito non era in grado di ricordare. I ricercatori hanno scoperto che le mosche che avevano una copia del gene CASK umano potevano ricordare come una normale mosca di tipo selvatico.
Hodge, della School of Physiology and Pharmacology dell'università, ha dichiarato: "La ricerca sulla memoria è particolarmente importante in quanto ci dà il nostro senso di identità e i deficit nell'apprendimento e nella memoria si verificano in molte malattie, lesioni e durante l'invecchiamento".
"Il controllo da parte di CASK dell'interruttore di memoria molecolare CaMKII è chiaramente un passo fondamentale nel modo in cui i ricordi vengono scritti nei neuroni del cervello. Questi risultati non solo aprono la strada allo sviluppo di nuove terapie che invertono gli effetti della perdita di memoria, ma ne dimostrano anche la compatibilità Drosophila modellare queste malattie in laboratorio e individuare nuovi farmaci per il trattamento di queste malattie.
"Inoltre, questo lavoro fornisce un'importante visione di come i cervelli hanno sviluppato la loro enorme capacità di acquisire e memorizzare informazioni".
Fonte: Università di Bristol
