Ricerche
Il processo di creazione della memoria si avvale anche del DNA
Gli scienziati del Centro tedesco per le Malattie Neurodegenerative (DZNE) di Göttingen e di Monaco di Baviera hanno chiarito alcuni aspetti delle basi molecolari della memoria.
Il loro studio, pubblicato su Nature Neuroscience, conferma che la formazione di memoria è accompagnata da un'attività alterata di geni specifici.
Inoltre, hanno trovato una quantità senza precedenti di prove che supportano l'ipotesi che delle etichette chimiche sulla dorsale del DNA (la metilazione del DNA) possono formare le basi molecolari della memoria a lungo termine.
Il cervello ha in sé ancora molte incognite. Fondamentalmente, presumiamo che esso memorizzi le esperienze alterando le connessioni tra le cellule cerebrali. Questa capacità di adattamento (chiamata "plasticità") fornisce la base della memoria e dell'apprendimento, che è la capacità di trarre conclusioni dai ricordi. Su scala molecolare questi cambiamenti sono mediati da modificazioni nell'espressione di geni specifici che, come richiesto, rafforzano o indeboliscono le connessioni tra le cellule cerebrali.
Nello studio attuale, un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Stefan Bonn e dal Prof. André Fischer di Göttingen, ha unito le forze con i colleghi dal sito di Monaco del DZNE, per esaminare come è regolata l'attività di tali geni. Gli scienziati hanno stimolato la memoria a lungo termine dei topi, allenando gli animali a riconoscere un ambiente di prova specifico.
In base ai campioni di tessuti, i ricercatori sono riusciti a discernere in che misura questo compito di apprendimento innesca i cambiamenti nell'attività dei geni nelle cellule cerebrali dei topi. Si sono concentrati sulle cosiddette modifiche epigenetiche, modifiche che riguardano il DNA e le proteine associate al DNA.
Modifiche epigenetiche
La cellula usa diversi meccanismi per attivare o disattivare i geni, senza alterare la sequenza del DNA stesso. Questo si chiama «epigenetica»", spiega il dottor Magali Hennion, del gruppo di ricerca di Stefan Bonn. In linea di principio, la regolazione genica può avvenire attraverso la metilazione, per cui la dorsale del DNA è etichettata chimicamente in siti specifici. Possono avvenire anche cambiamenti nelle proteine chiamate istoni che avvolgono il DNA.
Hennion: "La ricerca sui cambiamenti epigenetici legati ai processi della memoria è ancora all'inizio. Stiamo esaminando tali caratteristiche non solo per capire meglio come funziona la memoria, ma anche per trovare potenziali bersagli di farmaci che possono contrastare il declino della memoria. Il fine ultimo della nostra ricerca è trovare una terapia contro l'Alzheimer e le malattie cerebrali simili".
Un codice del contenuto della memoria?
In questo studio i ricercatori hanno trovato modifiche sia negli istoni che nella metilazione del DNA. Tuttavia, le modifiche degli istoni avevano poco effetto sull'attività dei geni coinvolti nella neuroplasticità. Inoltre, Bonn e i suoi colleghi hanno scoperto modifiche epigenetiche non solo nelle cellule nervose, ma anche nelle cellule non-neuronali del cervello.
"La rilevanza delle cellule non neuronali per la memoria, è un argomento interessante che continueremo ad approfondire", afferma André Fischer, portavoce del DZNE di Göttingen e professore dello University Medical Center di Göttingen (UMG).
"Inoltre, le nostre osservazioni suggeriscono che la neuroplasticità è in larga misura regolata dalla metilazione del DNA. Anche se questa non è una nuova ipotesi, il nostro studio fornisce una quantità senza precedenti di elementi di prova di ciò.
E quindi la metilazione può essere realmente un costituente molecolare importante della memoria a lungo termine. In tal caso, la metilazione potrebbe essere una sorta di codice del contenuto della memoria e un potenziale bersaglio per terapie contro l'Alzheimer. Questo è un aspetto che vogliamo specificamente mettere a fuoco in ulteriori studi".
Fonte: DZNE - German Center for Neurodegenerative Diseases (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Rashi Halder, Magali Hennion, Ramon O Vidal, Orr Shomroni, Raza-Ur Rahman, Ashish Rajput, Tonatiuh Pena Centeno, Frauke van Bebber, Vincenzo Capece, Julio C Garcia Vizcaino, Anna-Lena Schuetz, Susanne Burkhardt, Eva Benito, Magdalena Navarro Sala, Sanaz Bahari Javan, Christian Haass, Bettina Schmid, Andre Fischer, Stefan Bonn. DNA methylation changes in plasticity genes accompany the formation and maintenance of memory. Nature Neuroscience, 2015; DOI: 10.1038/nn.4194
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