STEMpills #3: Trasferire la memoria usando RNA

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Ciò di cui sto per parlarvi appartiene a quella categoria di scoperte scientifiche che mi interessano di più, non tanto per per l'impatto sulla salute, ma piuttosto perché aprono a scenari ritenuti attualmente fantascientifici.

Un po' di brackground

La "memoria" è una delle funzioni più complesse del nostro organismo ed a tutt'oggi non sappiamo esattamente come proteine, molecole ed impulsi elettrici possano trasmutarsi in ricordi di immagini, sapori, odori e sensazioni. Senza scendere troppo nel dettaglio, esistono diversi tipi di memoria, ma quelle di cui avrete più sentito parlare sono sicuramente quella a breve termine ed a lungo termine. Breve e lungo termine sono parametri temporali che si riferiscono al tempo di conservazione delle informazioni, quella a breve termine conserva per circa 20 secondi, quella a lungo termine per tutta la vita. L'archiviazione delle informazioni a lungo termine, dal punto di vista biologico, si teorizza possa essere dovuto ad alterazioni sinaptiche (i "collegamenti tra neuroni") di tipo rafforzativo. Un altro modello, ritiene che siano i cambiamenti epigenetici i responsabile della conservazione delle informazioni.

_{Aplysia californica, una delle diverse specie di Aplysia}

Memoria da elefante per il mollusco Aplysia

Un recente studio condotto in America dall'equipe del dottor Glanzman, biologo alla UCLA (University of California - Los Angeles) ha rafforzato, almeno per queste simpatiche lumache, la teoria secondo cui la memoria a lungo termine sia conservata nel materiale genetico all'interno dei neuroni. I ricercatori hanno condotto un esperimento studiando i tempi della reazione di difesa di questo particolare mollusco marino, l'Aplysia. L'esperimento consisteva nella somministrazione di lievi scariche elettriche sulla coda della lumaca ogni venti minuti: come reazione di difesa, questa retraeva branchie e sifone (organi deputati a respirazione, movimento, nutrimento). Dopo due giorni, i ricercatori hanno notato un miglioramento nei tempi di difesa della lumaca, che sono saliti da 1 secondo a 50 secondi: questa tipologia di apprendimento è definito sensitizzazione ed è carico della memoria a lungo termine. La lumaca sensitizzata infatti, conservava la durata di questo riflesso ogni volta che veniva toccata.

_{Quanti segreti ancora contiene il nostro materiale genetico?}

I ricercatori hanno quindi estratto l'RNA ( Acido Ribonucleico) dalle Aplysia sensitizzate, e lo hanno iniettato nelle Aplysia appartenenti al gruppo dove non erano state somministrate le scariche elettriche. Sorprendentemente, le Aplysia non sensitizzate, mostravano e mantenevano dopo l'iniezione un aumento della risposta di difesa di 40 secondi in media. Similmente l'esperimento è stato condotto anche in vitro, sui neuroni sensitivi e su quelli motori (quest'ultimi responsabili della risposta di difesa). Si è visto che l'iniezione del materiale genetico della Aplysia sensitizzata nelle piastra di Petri contenente tessuto nervoso dell'Aplysia non sensitizzata, determinava un aumento dell'eccitabilità dei neuroni sensitivi, cosa che avveniva anche in vivo sottoponendo la lumaca alle scariche elettriche. Tuttavia non si assisteva ad alterazioni sinaptiche sui neuroni motori, quelli responsabili nella pratica del riflesso retrattivo: questo dimostra che almeno per l'Aplysia, la memoria del meccanismo di difesa non viene conservata nelle sinapsi neuronali ma bensì nel contenuto genetico dei neuroni.

Da scienza a fantascienza il passo è breve

Se effettivamente venisse dimostrato che la memoria a lungo termine è conservata nel materiale genetico, le applicazioni in campo medico sarebbero tantissime. Quasi tutte le patologie neurodegenerative inficiano in qualche modo la memoria andando ad incidere pesantemente sulla qualità di vita del paziente. Pensiamo ad esempio a come sarebbero utili farmaci per trattare o ridurre i sintomi della malattia di Alzheimer, che risveglino la memoria di questi pazienti.

Quello che più mi affascina tuttavia, sono le implicazioni a livello esistenziale. Se davvero la nostra memoria a lungo termine, quella che conserviamo per tutta la vita, è contenuta nel materiale genetico che, per definizione, è ereditario, questo vuol dire che potenzialmente le nostre cellule nervose potrebbero conservare memorie dei nostri antenati. Se ci pensate la cosa non è così assurda: alcuni istinti, paure, sono comuni a tutta la razza umana. Il nostro stesso modo di essere potrebbe essere influenzato da ricordi e memorie di un nostro lontano antenato che ha vissuto sulla sue pelle determinate esperienze. Questo inoltre spiegherebbe per quale motivo alcune persone sanno fare cose che non hanno mai imparato, come parlare una lingua straniera o suonare il pianoforte. Potrebbe anche spiegare, in maniera razionale, una cosa come il "talento" in una determinata attività, che viene trasmesso dai genitori ai figli. Ci sono infatti alcuni studi condotti sui topi, definiti studi di breed-learning, nella quale se un topo ha vissuto in un labirinto con diversi meccanismi (tipo leva da tirare per far entrare il cibo), la sua prole, messa per la prima volta nello stesso labirinto, impiegava molto meno tempo a capire dove fossero i meccanismi e come funzionassero.

_{Che fobie, istinti, i nostri talenti, i dejavù, siano il complesso risultato della nostra esperienza e di ciò che abbiamo ereditato dai nostri progenitori?}

Che quindi la memoria dei nostri progenitori sia ereditata e che i ricordi del passato modellino il nostro cervello?

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Approfondisci leggendo:

• David L. Glanzman et al. RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia. eNeuro 14 May 2018
• UCLA biologists 'transfer' a memory. www.eurekalert.org
• Brian G. Dias et al. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nature Neuroscience 2014.

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