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lunedì 27 aprile 2009
Il segreto della vista notturna
Il Dna dei mammiferi che vedono bene al buio funziona in modo diverso dal normale nei bastoncelli

Uno studio pubblicato nei giorni scorsi sulla prestigiosa rivista Cell rivela che gli animali notturni sono in grado di vedere nell'oscurità grazie a un meccanismo cellulare di rimodellamento del Dna che avviene all'interno dei fotorecettori della retina. In pratica, le cellule della vista degli animali notturni usano il Dna in modo diverso da tutti gli altri animali e anche da tutte le altre cellule delle stesse specie, E grazie a questo processo i fotorecettori si comportano come delle lenti in grado di captare meglio la luce.

Per capire meglio come ciò sia possibile bisogna entrare nell’organizzazione del materiale genetico all’interno delle cellule. Il patrimonio genetico risiede in una sostanza detta cromatina, costituita da Dna avvolto su gruppi di proteine. La cromatina si trova in due compartimenti distinti: uno alla periferia del nucleo e uno nella sua parte più interna. La cromatina “periferica, che viene chiamata eterocromatina, non svolge alcuna attività, non dà istruzioni per la produzione di proteine; quella all’interno del nucleo, più estesa e detta eucromatina, svolge invece un’attività intensa di trascrizione delle informazioni per la produzione di proteine.

Queste è ciò che si sapeva fino al 2006, anno in cui un gruppo di ricercatori francesi, guidati dal biologo molecolare Didier Devys, hanno scoperto che l'organizzazione della cromatina nei neuroni delle retine di topo, ma solo in queste cellule, è, per così dire, invertita. L’eterocromatina anziché trovarsi alla periferia del nucleo si trova al suo interno, avvolta da un anello di eucromatina.
Ciò significa che il processo di trascrizione, che porta alla sintesi delle proteine, non avviene nella parte interna del nucleo, come ci si aspetterebbe, ma alla sua periferia.

Lo stesso fenomeno è stato ora osservato da Boris Joffe e Irina Solovei, biologi nucleari del Ludwig Maximilians University di Monaco, Germania. I risultati delle loro ricerche sono stati pubblicati su Cell. Essi hanno preso in esame i bastoncelli, presenti sulla retina di topo e sezionati a vari stadi di sviluppo. Così facendo hanno dimostrato che, alla nascita, i bastoncelli hanno una struttura cromatinica convenzionale ma gradualmente, in circa quattro settimane, la cromatina si trasferisce attorno al nucleo andando a creare la cosidetta configurazione “invertita”.
I bastoncelli, come si sa, sono uno dei due tipi di fotorecettori dell’occhio, localizzati alla periferia della retina e deputati alla visione al buio, mentre i coni, presenti al centro della retina, sono destinati alla visione dei colori.

I ricercatori tedeschi hanno esteso le loro indagini arrivando a mappare l'architettura del nucleo di quasi 40 specie differenti di mammiferi, concludendo che una struttura cromatinica invertita si riscontra solo negli animali notturni e non in quelli diurni.

Inoltre, gli studiosi di Monaco, collaborando con il team giudato da  Leo Peichl, neurobiologo al Max Planck Institute for Brain Research di Francoforte, hanno dato un orientamento evoluzionistico alle loro ricerche, dimostrando che l'organizzazione “invertita” della cromatina si è manifestata abbastanza presto nel corso dell'evoluzione dei mammiferi, come reazione di adattamento da parte di di mammiferi che tentavano di fuggire alla cattura dei dinosauri e di altri grandi rettili.

Infine, Joffe e Solovei in collaborazione con Jochen Guck, biofisico dell'università di Cambridge, UK, hanno valutato come interagiscono dal punto di vista fisico le due diverse organizzazioni del nucleo con la luce. Quando la struttura cromatinica è invertita, i bastoncelli agiscono come delle lenti in grado di catturare la luce, riducendo la dispersione di particelle luminose. «In condizioni di scarsa luminosità, come al tramonto e all'alba, gli animali notturni hanno bisogno di recuperare ogni singolo fotone», spiega lo studioso Jochen Guck.

Chiara Finotti
 

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