Collegamento genetico ai ricordi della paura trovati nascosti nel “DNA spazzatura” dei topi

Utilizzando una nuova potente tecnica di sequenziamento, i ricercatori hanno rintracciato i geni all’interno dei topi che lavorano per calmare i ricordi legati alla paura. Questi geni sono nascosti all’interno di regioni relativamente sconosciute del genoma dei mammiferi che avevamo cancellato come “DNA spazzatura”.

“È come sfruttare la potenza del telescopio Hubble per scrutare l’ignoto del cervello”, ha detto il neuroepigenetico dell’Università del Queensland Timothy Bredy, descrivendo una nuova tecnica in grado di ingrandire aree del genoma che finora sono sfuggite al controllo.

I geni potrebbero essere coinvolti in disturbi della paura come fobie e disturbo da stress post-traumatico (PTSD), che colpisce 15 milioni di adulti negli Stati Uniti ogni anno.

Tutti abbiamo quei ricordi che mandano scosse di terrore lungo la schiena, che ci fanno evitare un argomento (ragni, altezze) o determinate situazioni (parlare in pubblico). Questa è una risposta di apprendimento salutare, selezionata perché ci mantiene fisicamente o socialmente al sicuro.

Ma in situazioni normali, l’esposizione ripetitiva a questi segnali di paura, senza che succeda nulla di brutto, dovrebbe, nel tempo, decondizionare la tua risposta alla paura.

La paura e la sua estinzione si verificano nella corteccia prefrontale infralimbica del nostro cervello e ricerche recenti hanno ricondotto questo processo al macchinario trascrizionale e all’epigenetica: modifiche attorno al DNA che cambiano il modo in cui viene espresso ma non la sequenza del DNA stesso.

Per alcuni di noi, però, quella sottoregolazione della paura non arriva mai.

Le paure si bloccano ostinatamente, diventando un killer mentale che impedisce al nostro cervello di permetterci di affrontare queste cose razionalmente o di passare dagli eventi spaventosi.

Utilizzando topi condizionati dalla paura e una nuova tecnica di sequenziamento dell’RNA, i ricercatori hanno preso a Uno sguardo più da vicino a molecole già chiamate RNA lungo non codificante (lncRNA) che sono state implicate come geni regolatori legati a condizioni tra cui tossicodipendenza, depressione, schizofrenia e ansia. Il quaranta per cento dell’lncRNA identificato finora si trova in concentrazioni maggiori all’interno dei neuroni.

I ricercatori hanno scoperto che una classe di questi geni, che hanno chiamato eRNA, espressi nella corteccia prefrontale infralimbica dei topi, sono coinvolti nel collegare le nostre esperienze alla regolazione dell’espressione genica.

Un gene, soprannominato ADRAM (lncRNA dipendente dall’attività associato alla memoria), sembra funzionare sia come un’impalcatura che consente ad altre molecole di accedere a un gene per la sua espressione, sia per coordinare altre molecole, inclusi gli eRNA, che esprimono un gene che aiuta a smorzare le paure .

Quando l’espressione di ADRAM è stata eliminata nei topi prima che fossero decondizionati dalla loro paura, non hanno mostrato alcuna differenza nelle sessioni di allenamento di downregulation della paura rispetto ai controlli.

Tuttavia, i topi knockout in seguito sono rimasti timorosi, suggerendo che la loro memoria dell’estinzione della paura era compromessa. Gli altri loro comportamenti di paura e ansia sono rimasti normali.

“Questi dati dimostrano che l’effetto di [the gene knockouts] sull’estinzione della paura è dovuto alla sua influenza sulla cognizione piuttosto che su indicatori fisiologici non specifici di ansia generalizzata”, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo.

Il team avverte di non sapere ancora se ADRAM svolge un ruolo più ampio nell’apprendimento e questo studio ha riscontrato questi effetti specifici solo nei topi maschi. Ma molte di queste molecole fondamentali sono conservate in tutte le specie e questi risultati suggeriscono che questa classe di geni lncRNA meriti un esame più approfondito.

“I nostri risultati suggeriscono che lunghi RNA non codificanti forniscono un ponte, collegando i segnali ambientali dinamici con i meccanismi che controllano il modo in cui il nostro cervello risponde alla paura”, ha spiegato Bredy.

“Con questa nuova comprensione dell’attività genica, ora possiamo lavorare allo sviluppo di strumenti per mirare selettivamente a lunghi RNA non codificanti nel cervello che modificano direttamente la memoria e, si spera, sviluppino una nuova terapia per PTSD e fobia”.

Questa ricerca è stata pubblicata in Rapporti cellulari.

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