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La memoria a lungo termine si basa sull'espressione del gene Ras

gene markers

Archiviare e recuperare i ricordi sono due dei compiti più importanti del nostro cervello complesso, ma è tuttora sconosciuto come ciò accade a livello molecolare. Un nuovo studio del laboratorio del professore di neuroscienze Ronald Davis PhD, allo Scripps Research Institute in Florida, fa luce su un elemento di questo processo della memoria, vale a dire la conservazione e il recupero di un tipo di memoria cablata a lungo termine.


Il gruppo di Davis ha scoperto che spostare la memoria all'immagazzinamento a lungo termine richiede l'interazione tra gruppi diversi di geni: un gruppo noto la cui attività deve essere sovra-regolata, e, inaspettatamente, un altro insieme di geni portinai, i Ras (e le sue molecole di collegamento a valle), che sono sotto-regolate. Se i RAS o i loro connettori a valle (Raf) sono silenziati, la memoria a lungo termine è eliminata, ha scritto il gruppo ieri, 13 gennaio 2020, su PNAS.


Il tipo di memoria che hanno studiato, ha un nome ironicamente piuttosto difficile da ricordare: 'memoria a lungo termine dipendente da sintesi proteica' (PSD-LTM, protein-synthesis dependent long-term memory). Per studiare come si forma questo tipo di memoria, e altri, gli scienziati si basano sul moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) come organismo modello. Secondo Davis, le basi genetiche della memoria sono conservate in gran parte tra i tipi di specie.


Per valutare come funziona a livello molecolare il processo di consolidamento della memoria dei moscerini, hanno usato un processo chiamato 'interferenza RNA' per abbassare l'espressione di vari geni candidati in diverse aree del cervello dell'animale. Facendolo sia con il gene Ras che con la sua molecola a valle Raf nel corpo fungeo del cervello del moscerino, la sua area di immagazzinamento della memoria, c'è stato un effetto duplice: sono migliorati notevolmente i ricordi a medio termine, ed è stata eliminata completamente un'esperienza negativa dalla PSD-LTM, ha detto Davis.


Il team ha condotto gli esperimenti esponendo i moscerini a certi odori in una sezione di un tubo di vetro mentre veniva indotta simultaneamente una scossa a un piede. Il successivo comportamento elusivo in presenza dell'odore indicava che ricordavano lo shock sgradevole. Indipendentemente da quante volte i moscerini sono stati 'addestrati', l'abbassamento dell'espressione di Ras e Raf ha ridotto le loro prestazioni legate alla PSD-LTM, spiega il primo autore Nathaniel Noyes PhD, ricercatore del laboratorio di Davis.


Mentre l'enzima del Ras (Ras85D) era già noto per i suoi ruoli nello sviluppo degli organi e nel cancro, gli studi hanno dimostrato che nel cervello adulto ha apparentemente un ruolo di portiere della memoria, aiutando a decidere se le esperienze dovrebbero essere ricordate come memoria intermedia che si dissipa dopo un certo tempo, o come memoria PSD che persiste a lungo termine.


Escludere l'esperienza dal processo di memorizzazione intermedio, e trasferirla alla memoria PSD-LTM, indica che è un situazione una-o-l'altra. L'immagazzinamento intermedio sembra essere il percorso preferito e predefinito del cervello del moscerino, ha detto Noyes, che crede che il neurotrasmettitore dopamina abbia un ruolo chiave di segnalazione:

“Crediamo che la dopamina segnali al cervello che questa memoria è abbastanza importante da essere conservata a lungo termine. Noi ipotizziamo che Ras e Raf ricevano questo segnale della dopamina e quindi bloccano la memoria intermedia e promuovono la memoria PSD a lungo termine“.


E aggiunge che servono altri studi per capire come funziona questo sistema di memoria 'intermedia' negli esseri umani:

“Sta diventando chiaro che molti degli stessi geni coinvolti nella memoria intermedia hanno un ruolo anche nella memoria e nella plasticità dei mammiferi”.

 

 

 


Fonte: The Scripps Research Institute (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Manish Sharma, Uri Nimrod Ramírez Jarquín, Oscar Rivera, Melissa Kazantzis, Mehdi Eshraghi, Neelam Shahani, Vishakha Sharma, Ricardo Tapia, Srinivasa Subramaniam. Rhes, a striatal-enriched protein, promotes mitophagy via Nix. PNAS, 19 Nov 2019, DOI

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