Una proteina essenziale per l'apprendimento e la memoria a lungo termine si comporta in un modo simile ai virus: passa da un neurone all'altro trasportando con sé un frammento di mRNA. Questo nuovo meccanismo di comunicazione fra neuroni ha la sua origine in un evento evolutivo casuale avvenuto, nel caso dei mammiferi, fra 350 e 400 milioni di anni fa(red)
Una proteina che ha un ruolo essenziale nell'apprendimento e nella formazione della memoria sfrutta un meccanismo di comunicazione fra neuroni mai osservato prima, che ricorda quello con cui i virus infettano le cellule ospiti. La scoperta, pubblicata su "Cell", è stata fatta da un gruppo di ricercatori dell'Università dello Utah diretti da Jason A. Shepherd che indicano in un evento evolutivo casuale verificatosi centinaia di milioni di anni fa - probabilmente proprio un'infezione virale - l'origine di questa questa proteina.
Neuroni che stanno esprimendo materiale genetico trasportato dalla proteina Arc. (Cortesia Elissa Pastuzyn)
Da tempo è noto che questa proteina, chiamata Arc (activity regulated cytoscheletal-associated protein), ha un ruolo essenziale per il buon funzionamento della memoria: i topi privi di Arc dimenticano quanto hanno imparato nel giro di sole 24 ore, inoltre il loro cervello è privo di plasticità. A Shepherd, che studia la proteina da 15 anni, il comportamento di Arc era sempre apparso in qualche modo "strano", ma non era mai riuscito a definire questa sensazione fino a quando, poco tempo fa, il suo gruppo di ricerca ha catturato un'immagine di Arc che si stava assemblando in grandi strutture la cui forma ricordava un capside virale, simile a quello di un retrovirus.
A questo punto Shepherd e colleghi hanno scoperto che le sequenze genetiche che danno origine ad Arc sono effettivamente molto simili a quelle che codificano i capsidi virali. Poiché il capside è la struttura che contiene il materiale genetico del virus e consente il suo passaggio da una cellula all'altra i ricercatori si sono chiesti se anche Arc si comportasse in questo modo.
Con una serie di esperimenti hanno quindi confermato che diverse copie di Arc si assemblano in strutture cave al cui interno incapsulano dell'mRNA, prima di essere liberate nello spazio sinaptico (lo spazio che separa due neuroni in comunicazione fra loro) e quindi consegnare l'mRNA a un altro neurone. A differenza di quanto avviene con i virus, però, il rilascio dei "capsidi" di Arc avviene solo quando il neurone in cui si trovano viene attivato.
La proteina Arc può incapsulare materiale genetico (poliedro formato da filamenti di mRNA) e distribuirlo alle cellule cerebrali in modo simile al modo in cui i virus infettano le cellule ospiti.Ricostruendo quindi la storia evolutiva di Arc, attraverso il confronto delle sue variazioni nelle diverse specie animali, i ricercatori hanno concluso che le proteine Arc dei mammiferi derivano da un evento di 350-400 milioni di anni fa, quando un organismo di tipo virale - antenato sia degli attuali retrovirus sia in quei frammenti di DNA presenti nel genoma noti come retrotraposoni - inserì il proprio materiale genetico in diversi animali.
Questo evento però non fu però unico: Shepherd e colleghi hanno infatti scoperto che nelle mosche, per esempio, un evento analogo si verificò solo 150 milioni di anni dopo, coinvolgendo una famiglia di retrotrasposoni differente.
