Scoperta sulle sinapsi inibitorie ippocampali

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVII – 14 novembre 2020.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

“Riccioli d’oro”, una bambina bellissima, andò alla casa dei Tre Orsi, dove trovò tre ciotole di porridge, la gustosa pappa di fiocchi d’avena, ma solo una di esse aveva la temperatura “proprio giusta”, quella desiderata perché la consistenza e il sapore possano deliziare il palato. Nella celebre favola[1] non si indica un intervallo termico definito da un dato di misura o un principio per la valutazione oggettiva di un parametro, ma si fa riferimento a una stima basata su un criterio che si suppone quasi naturalmente presente nella mente di ciascuno, e così della bambina, che può sapere quale delle tre ciotole abbia la temperatura “proprio giusta”. In biochimica e in neurochimica, come in fisica, le condizioni ottimali per il verificarsi di un fenomeno come, ad esempio, il carico “proprio giusto” di segnalazione per l’ottenimento di una sintonia fine, accade che si conoscano in modo empirico, seguendo il “Principio di Riccioli d’oro” (Goldilock’s Principle).

Affrontando il problema dell’organizzazione dei recettori dei neurotrasmettitori e delle proteine dell’impalcatura all’interno della densità post-sinaptica, che in generale riguarda un milione di miliardi di sinapsi dell’encefalo, nelle particolari giunzioni fra neuroni dell’ippocampo, Yun-Tao Liu e colleghi hanno scoperto un’auto-organizzazione mesofasica che consente alle sinapsi di raggiungere uno stato “Riccioli d’oro”, ottenendo un equilibrio fra stabilità e flessibilità, e abilitando la plasticità nell’elaborazione dell’informazione.

(Liu Y., et al. Mesophasic organization of GABAA receptors in hippocampal inhibitory synapses Nature Neuroscience - Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-020-00729-w, 2020).

La provenienza degli autori è la seguente: CAS Key Laboratory of Brain Function and Disease, School of Life Sciences, Division of Life Sciences and Medicine; Center for Integrative Imaging, University of Science and Technology of China, Hefei (Cina); Department of Microbiology, Immunology and Molecular Genetics, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA (USA); California NanoSystems Institute, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA (USA); School of Mathematical Sciences, Jiangsu University, Zhenjiang (Cina).

Tutta l’elaborazione dell’informazione nel cervello è affidata ad un’organizzazione specializzata delle molecole della membrana del neurone post-sinaptico site nella densità post-sinaptica e, in particolare, dipende dalla disposizione dinamica dei recettori dei neurotrasmettitori e delle proteine dell’impalcatura che partecipano direttamente ai processi di trasmissione del segnale. Il modo in cui questa organizzazione si realizza, nelle innumerevoli circostanze funzionali che interessano le varie tipologie neuroniche e dei circuiti, è ancora in massima parte sconosciuto.

Nell’acuta analisi morfologica, condotta da Yun-Tao Liu e colleghi su tomogrammi crio-elettronici di sinapsi dell’ippocampo, è stato adoperato il metodo della classificazione template-free di sub-tomogrammi iper-campionati. In tal modo, i ricercatori hanno identificato nelle sinapsi inibitorie ippocampali recettori di tipo A per il neurotrasmettitore acido γ-aminobutirrico (GABA), ossia GABAA, e hanno determinato la loro struttura in situ alla risoluzione di 19 Å.

L’osservazione ha rivelato che questi recettori sono organizzati gerarchicamente: dal tipo di GABAA super-complesso, con una distanza inter-recettoriale preferenziale di 11 nm, ma con angoli relativi variabili, attraverso una rete semi-ordinata bidimensionale di recettori, con ridotta entropia di Voronoi, a un insieme mesofasico con un sottile e marcato confine di fase. Questi assemblaggi probabilmente si formano mediante interazioni fra proteine dell’impalcatura post-sinaptica e recettori e si allineano con i presunti siti di rilascio delle vescicole presinaptiche.

Tale auto-organizzazione mesofasica potrebbe consentire alle sinapsi di raggiungere uno stato “Riccioli d’oro”, ottenendo un equilibrio fra stabilità e flessibilità e favorendo la plasticità nell’elaborazione dell’informazione.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Roberto Colonna

BM&L-14 novembre 2020

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] L’origine della favola si perde nella notte dei tempi; nel 1837 fu pubblicata come The Three Bears da Robert Southey, un poeta inglese, ma la versione più popolare, conosciuta in tutto il mondo, è Riccioli d’oro e i tre orsi, un cartone animato realizzato da Walt Disney nel 1922. “Riccioli d’oro” (Goldilocks) non è certo Alice nel Paese delle Meraviglie del matematico Lewis Carroll, ma recentemente fra i ricercatori l’ha quasi eguagliata in popolarità.