Galileo Giornale di scienza e problemi globali

Molecole architetto per i neuroni

Come riescono i neuroni a crescere secondo una perfetta architettura ad albero? Lo spiegano Maya Shelly e la sua equipe di ricercatori dell’Università di Berkeley in uno studio pubblicato su Science. La ricerca, a cui ha partecipato anche l'italiana Laura Cancedda dell'Istituto italiano di tecnologia di Genova, svela che il meccanismo alla base della formazione dei prolungamenti delle cellule nervose, dipende dall'azione sinergica di due particolari molecole: l’adenosina ciclica monofosfato (cAMP) e la guanosina ciclica monofosfato (cGMP), due nucleotidi normalmente coinvolti nella comunicazione cellulare.

I neuroni comunicano gli uni con gli altri attraverso due tipi diramazioni specializzate presenti alle estremità opposte della cellula nervosa: da un lato un assone per ricevere i segnali elettrici e dall'altro numerosi dendriti per trasmetterli alle cellule confinanti. Il processo di polarizzazione dei neuroni, attraverso il quale si differenziano queste diverse diramazioni, ha inizio subito dopo la formazione delle cellule e, come dimostra lo studio condotto dalla Shelly è mediato dall'azione delle  cAMP e delle cGMP

Per scoprire il ruolo di questi due messaggeri cellulari i ricercatori hanno studiato il processo di polarizzazione di una coltura di cellule nervose dell'ippocampo (un'area del cervello). Gli scienziati hanno così scoperto che l’adenosina ciclica monofosfato promuove la differenziazione degli assoni e inibisce quella dei dendriti. Esattamente l'opposto fa la guanosina ciclica monofosfato: attiva la differenziazione dendritica bloccando quella degli assoni. Inoltre, i ricercatori hanno osservato che le due molecole si regolano reciprocamente. Un aumento nella concentrazione di cAMP, per esempio, comporta una diminuzione in quella di cGMP e viceversa. L'equilibrio tra queste due molecole essere mediato dall’attivazione di particolari proteine e molecole contenenti fosforo. Infine, è emerso che l’adenosina ciclica monofosfato esercita un’azione inibitrice anche su se stessa. Attraverso meccanismi ancora poco compresi, infatti, le cAMP presenti in un’area del citoplasma inibiscono la formazione di altre molecole di cAMP nella parte opposta della cellula. In questo modo si assicura la formazione di un singolo assone. (m.s.)

Riferimenti: Science DOI: 10.1126/science.1179735

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  Moderatore Elisa Manacorda, Galileo
  

  
  Il tempo è una sfida per la comunicazione scientifica. Rendere conto di questa complessa variabile nel racconto della scienza è un compito che i comunicatori sono chiamati a svolgere con chiarezza e rigore, senza mancare però di affascinare e coinvolgere il pubblico. Grazie alla partecipazione di esperti di comunicazione, l’incontro punterà l’attenzione sui diversi modi in cui è possibile parlare del tempo nella scienza, a partire da tre particolari aree di interesse così da offrire il più ampio scenario possibile: la fisica, con la teoria del Big Bang; l’evoluzione, con la storia del viaggio attraverso il tempo dell’essere umano; la medicina narrativa, che usa i tempi del racconto della malattia per migliorare la condizione del paziente.

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  Lo “stress” è legato alle fantasie sul futuro: anche se in un dato momento proviamo un grande disagio, non ci sentiamo molto stressati a meno di non immaginare che il disagio si protrarrà nel tempo. Tre milioni di anni fa, i nostri antenati erano in competizione con altri animali selvatici nella savana africana. Essi sopravvissero perché ereditarono una risposta di “combattimento o fuga” che li aiutava ad affrontare l’emergenza con azioni tempestive in caso di minaccia, e perché svilupparono la capacità di pensare al passato, immaginare il futuro e pianificare azioni di conseguenza. Mentre questi sistemi, presi singolarmente, contribuivano in maniera efficace al miglioramento della sopravvivenza, operando insieme sono diventati una fonte di stress continuo. Fortunatamente molte culture umane hanno finito col trovare dei modi per allenare la mente a sospendere questa costante pianificazione della sopravvivenza, astrarsi dal flusso di pensieri e assaporare il momento presente. Questa conferenza esplorerà i modi in cui la scienza moderna sta adattando queste tecniche antiche per alleviare lo stress del mondo moderno.

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