L’ACETILAZIONE DEGLI ISTONI NEL PROCESSO DI FORMAZIONE DELLA MEMORIA

La formazione della memoria coinvolge regioni specifiche dell’encefalo tra cui: l’ippocampo, l’amigdala, e le regioni corticali circostanti. La memoria, nel senso fisiologico del termine, indica quella funzione cerebrale implicata nell’assimilazione, nella ritenzione e nel richiamo di informazioni apprese e degli stimoli esterni percepiti nel corso del tempo o durante l’esperienza.

Lo stimolo nervoso induce l’attivazione dei canali NMDA, comportando l’aumento della concentrazione di calcio intracellulare. Ca2+ viene legato dalla calmodulina, la quale a sua volta è legata da CaMKII, inducendo il richiamo di diversi fattori di trascrizione.

Tra i vari fattori di trascrizione richiamati sono presenti il fattore CREB e il coattivatore CBP.

Il co-attivatore CBP possiede attività acetil-transferasica, che permette l’acetilazione dei residui di lisina sulle code N-terminali dell’istone H3 promuovendo l’attivazione della trascrizione.

Fasi di compattamento della cromatina.

Enzimi di modificazione della cromatina. Le modificazioni epigenetiche regolano lo stato trascrizionale del genoma. Enzimi di modificazione della cromatina.

L’apprendimento stimola vie di segnalazione intracellulari che si associano all’acetilazione istonica e all’attivazione della trascrizione dei geni della memoria, tra cui bdnf.

I livelli di acetilazione istonica sono regolati dagli enzimi: acetiltransferasi (HAT) e le deacetilasi (HDAC). Le HDAC rimuovono gruppi acetilici dalle code istoniche, influenzando il livello di acetilazione e la regolazione del compattamento della cromatina e dell’espressione genica.

Esiste quindi un cross-talk tra l’acetilazione e la metilazione. Durante il consolidamento della memoria, l’acetilazione degli istoni collabora con la metilazione istonica regolando la trascrizione dei geni della memoria. Esiste quindi un cross-talk tra l’acetilazione e la metilazione. L’inibizione degli enzimi demetilasi diminuisce il livello di acetilazione degli istoni abbassando il livello del potenziamento a lungo termine e del consolidamento della memoria.

Il declino cognitivo può essere associato a una deregolazione dell’acetilazione istonica. Gli inibitori delle deacetilasi possono essere usati come terapia contro il declino cognitivo.

Il priming epigenetico, la capacità degli inibitori delle HDAC o di altri farmaci di preparare o sensibilizzare le cellule neuronali a trattamenti farmacologici, è applicabile anche alla memoria.