Scoperta la proteina della memoria a lungo termine

Gli scienziati del Gladstone Institutes hanno decifrato in una proteina chiamata Arc la regolazione dell’attività dei neuroni implicata nella formazione dei ricordi a lungo termine. Questi risultati, pubblicati su Nature Neuroscience, rivelano anche ciò che accade a livello molecolare quando questo processo diventa perturbato.

Steve Finkbeiner, MD, PhD, ha guidato la ricerca che ha indagato in profondità il funzionamento interno delle sinapsi. Le sinapsi sono giunzioni altamente specializzate che elaborano e trasmettono informazioni tra i neuroni.

La maggior parte delle sinapsi del nostro cervello si formano durante lo sviluppo iniziale dell’individuo, ma nel corso della nostra vita queste sinapsi possono essere distrutte o danneggiate o rinforzate. Le sinapsi che sono più attive diventano più forti, un processo che è essenziale per la formazione di nuove memorie. Tuttavia, questo processo è anche pericoloso, in quanto può sovrastimulare i neuroni e portare ad attacchi epilettici.

I neuroscienziati hanno recentemente scoperto un meccanismo importante che il cervello usa per mantenere questo importante equilibrio, la regolazione omeostatica, che consente ai singoli neuroni di rafforzare le nuove connessioni sinaptiche che formano i ricordi, proteggendo allo stesso tempo i neuroni dall’eccessiva eccitazione. I ricercatori sospettano che la proteina Arc giochi un ruolo chiave in questo processo.

“Gli scienziati sapevano che Arc è coinvolta nella memoria a lungo termine, perché i topi privi della proteina Arc possono imparare nuovi compiti, ma non riescono a ricordarli il giorno successivo”, ha detto il dottor Finkbeiner, che è anche un professore di neurologia e fisiologia presso la University of California, San Francisco (UCSF), con la quale la Gladstone è affiliata.

“Poiché le osservazioni iniziali hanno mostrato che Arc si accumula nelle sinapsi durante l’apprendimento, i ricercatori pensavano che la presenza di Arc in queste sinapsi guidasse la formazione di ricordi duraturi.”

Ma il dottor Finkbeiner e il suo team sospettavano ci fosse qualcos’altro in gioco. In esperimenti di laboratorio, prima in modelli animali e poi con maggior dettaglio nella capsula di Petri, i ricercatori hanno monitorato la proteina.
I ricercatori hanno infatti scoperto un sistema complesso nel comportamento della proteina e la presenza di questo sistema complesso e strettamente regolato è una forte evidenza che questo processo è biologicamente importante.

Infatti, gli esperimenti del team hanno rivelato che la proteina ha agito come un regolatore matrice di tutto il processo di ridimensionamento omeostatico. Durante la formazione della memoria, alcuni geni devono essere accesi e spenti al fine di generare le proteine ​​utili perchè i neuroni stabiliscano nuovi ricordi. Da dentro il nucleo, gli autori hanno scoperto che era Arc a dirigere questo processo necessario per la regolazione omeostatica.

Secondo i ricercatori questa scoperta sarà fondamentale anche per la ricerca nel campo delle altre malattie neurologiche.