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Spugne: indizi di nervi, ma senza sinapsi

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“In particolare, speravamo di comprendere perché la spugna marina, pur avendo quasi tutti i geni necessari per costruire una sinapsi neuronale, non ha i neuroni a tutti gli effetti, cioe’, manca di sinapsi”, dice Cecilia Conaco (Credit: University of California). UC SANTA BARBARA (Stati Uniti) – Tranne che per la loro rete scollegata delle sinapsi neurali, le spugne e il resto del mondo animale non possono essere così lontani parenti, dopo tutto.

Le scoperte degli scienziati della University of California

Le scoperte degli scienziati della University of California, Santa Barbara, sono state pubblicate nei Proceedings della National Academy of Sciences .

“Se siete interessati a trovare le origini antichissime del sistema nervoso stesso, ora sappiamo dove guardare”, spiega Kenneth Kosik, professore di ricerca e neuroscienze presso il Dipartimento di Biologia Molecolare, Cellulare e dello Sviluppo (MCDB), e co- direttore del Neuroscience Research Institute (NRI). Quel luogo, dice Kosik, è il periodo evolutivo di tempo in cui praticamente il resto del regno animale si diramava da un antenato comune, condiviso con spugne, il più antico gruppo animale conosciuto con i rappresentanti viventi.

Qualcosa deve essere successo per stimolare l’evoluzione del sistema nervoso, una caratteristica condivisa da creature semplici come meduse e Hydra per arrivare agli esseri umani complessi, secondo Kosik.

Una sequenza precedente del genoma del queenslandica Amphimedon -una spugna che vive nel Reef Australiano, ha mostrato che conteneva tutti i geni necessari che permettono la formazione delle sinapsi, il componente altamente specializzato del sistema nervoso che invia segnali  chimici ed segnali elettrici tra le cellule, permettendo di comunicare tra di loro.

“In particolare, speravamo di comprendere perché la spugna marina, pur avendo quasi tutti i geni necessari per costruire una sinapsi neuronale, non ha i neuroni “, dice il primo autore della carta, ricercatore postdoctoral Cecilia Conaco.

“Nel grande schema delle cose, speravamo di acquisire una comprensione dei vari fattori che contribuiscono alla evoluzione di queste macchine complesse cellulari.”

L’RNA della spugna

Questa volta gli scienziati, tra cui Danielle Bassett, dal Dipartimento di Fisica e il Centro di Saggio per lo Studio della Mente e Hongjun Zhou e Mary Luz Arcila, dal NRI e MCDB, ha esaminato l’RNA della spugna (acido ribonucleico), una macromolecola che controlla l’espressione genica.

“Abbiamo notato un sacco di loro accensione e spegnimenti, come se stessero facendo qualcosa”, dice Kosik. Tuttavia, rispetto agli stessi geni di altri animali, che si esprimono all’unisono, suggerendo uno sforzo coordinato per fare una sinapsi, quelli di spugne non sono stati coordinati.

“Era come se la rete dei geni delle sinapsi non fosse stata ancora collegata”, dice Kosik. Il passo fondamentale nell’evoluzione del sistema nervoso come lo conosciamo, dice, non era l’invenzione di un gene che ha creato la sinapsi, ma la regolazione dei geni preesistenti che sono stati in qualche modo coordinati per esprimere contemporaneamente, un meccanismo che prese piede nel resto del regno animale.

Il lavoro non è finito, dice Kosik. Piani per la ricerca futura includono uno sguardo più approfondito alcuni dei passaggi che portano alla formazione di sinapsi e uno studio delle variazioni del sistema nervoso dopo aver iniziato a evolversi. “Il cervello umano  e’ solo un sacco di più dello stesso materiale, o l’evoluzione l’ha cambiato in modo qualitativo?” Chiede. Bernard M. Degnan della University of Queensland è un ulteriore co-autore dello studio.

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