Geni saltellanti cambiano i nostri neuroni

Elementi mobili nel Dna che saltano da una parte all’altra modificando l’informazione genetica delle singole cellule. Questa potrebbe essere la spiegazione della sorprendente varietà nell’organizzazione e nella funzionalità del cervello, almeno secondo alcuni ricercatori del Salk Institute for Biological Studies che questa settimana pubblicano i loro risultati su Nature. «Tale mobilità aggiunge un elemento di diversità e flessibilità ai neuroni in un senso veramente darwiniano di casualità e selezione», commenta Fred H. Gage, a capo del Laboratory of Genetics dell’istituto e cofirmatario dello studio. Un meccanismo che sarebbe tipico del cervello e che ricorda in qualche modo il funzionamento del sistema immunitario, suggerisce Gage. In quel caso i geni che codificano gli anticorpi si rimescolano a creare una grande varietà di anticorpi capaci di riconoscere un numero infinito di antigeni diversi.
I precursori delle cellule nel cervello embrionale che matureranno in neuroni sembrano uguali a tutti gli altri, e agiscono come tutti gli altri. Ma tali precursori daranno vita a un’enorme varietà di neuroni, che andranno a formare il cervello. E ancora non si capisce come possa avvenire questa complessa diversificazione.
Per approfondire la conoscenza di questo l’unico di questi elementi mobili attivo nel genoma umano, il Line-1 (o L1).

Dopo averlo introdotto in un topo hanno potuto seguire il percorso dell’L1, poiché a ogni “salto” la cellula si colorava di verde. «Eravamo entusiasti nel vedere cellule verdi in tutto il cervello del topo», spiega Carolina Marchetto, coautrice dell’articolo, «perché eravamo così sicuri che il processo si verificava in vivo e non poteva essere un prodotto della coltura del tessuto».
Sebbene questi jumping genes costituiscano circa il 17 per cento del nostro Dna, sono stati in genere archiviati alla stregua di parassiti genetici, niente più che spazzatura. Ma ora le cose cambiano. Da tempo si sapeva che l’L1 è attivo nei testicoli e nelle ovaie (e per un parassita in effetti ha senso inserirsi nelle cellule sessuali per propagarsi nelle generazioni successive). Ma la presenza e l’attività nelle cellule somatiche (in particolare in quelle che diventeranno neuroni) aprono nuove strade di indagine. «Nei progenitori delle cellule nervose sembra che questi elementi mobili cerchino i geni espressi nei neuroni. Riteniamo che questo avvenga perché quando le cellule cominciano a differenziarsi aprano i loro geni ed espongano il Dna a inserzioni», spiega il coautore Alysson Motori. «Abbiamo mostrato per la prima volta che una singola inserzione può modificare l’espressione genica e influenzare la funzione di singole cellule».
Probabilmente è troppo presto per dire con certezza se questo processo si verifichi con una frequenza sufficiente per influenzare lo sviluppo e la funzionalità neurale nell’uomo, si legge su un articolo di commento comparso sempre su Nature. Sarebbe interessante capire se si tratta di una bizzarria della natura o se è effettivamente un meccanismo evolutivo volto a creare variazioni individuali. A prima vista non sembrerebbe possibile che tale sistema si mantenga evolutivamente, dato che le inserzioni non possono essere trasmesse alla linea germinale e vengono quindi eliminate con ciascuna generazione. Ma se nella linea germinale è codificato il meccanismo per creare diversità (per esempio con il numero e il livello di attività degli elementi mobili), allora è possibile che si trasmetta alla prole.

Fonte: (14/07/2005)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag: trasposoni, gene, neuroni

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