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I bastoncelli retinici come cellule altamente specializzate nella fotorecezione : individuazione e caratterizzazione del metabolismo del cADPR

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Fabiano
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Genetica oncologica e biologia del differenziamento
Anno: 2011
Docente/Relatore: Alessandro Morelli
Correlatore: IsabellaPanfoli
Istituito da: Università degli studi di Genova
Dipartimento: Dipartimento di Biologia
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 128

Grazie agli studi effettuati dal gruppo di ricerca di cui faccio parte e da me è stato possibile caratterizzare l’esistenza di un pathway di segnalazione del calcio dipendente dal cADPR nei segmenti esterni dei bastoncelli (ROS) di retina bovina. In questo pathway sarebbe contenuta un’attività di sintesi di cADPR ed di rilascio di calcio cADPR-dipendente da recettori della rianodina (RyR) siti nelle membrane dei dischi dei ROS, influenzato dalla concentrazione esterna di calcio stesso [Panfoli et al., 2007]. Tale attività ADPR-ciclasica può essere considerata nuova perché è endocellulare e priva di attività NADasica, inoltre può essere considerata somigliante a quella ritrovata nel cervello e nei sinaptosomi dei topi CD38 -/- [Ceni et al., 2003 ; Ceni et al., 2006], piuttosto che quella riscontrata dal CD38 e dal CD157. Inoltre è stato dimostrato che il Ca2+ viene rilasciato dai dischi (che svolgerebbero quindi funzione di depositi endocellulari di Ca2+) in presenza di cADPR, in risposta a cambiamenti nella concentrazione del Ca2+ libero, dovuti all’adattamento alla luce e buio.
Infine mi sono occupato di caratterizzare il metabolismo del cADPR nei ROS [Panfoli et al., 2011 ; Fabiano et al., 2011], studiando i parametri cinetici di questa nuova attività ciclasica presente nei dischi, utilizzando come substrato Nicotinamide Guanine Dinucleotide (NGD+), che è un substrato specifico per tale attività, e studiando l’inibizione da parte di alcuni metalli pesanti che sono considerati diagnostici della attività della nuova ciclasi riposetto al CD38 e BST-1. I risultati complessivi ottenuti suggeriscono che la retina, derivante dal sistema nervoso centrale, condivida con il cervello l’espressione un’attività ADPR-ciclasica intracellulare legata a membrana, distinta pertanto dal CD38.

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6 Parte 1 : L’occhio e la visione L’occhio è quella struttura, evolutasi indipendentemente in molti phylum animali, predisposta alla fotorecezione dei fotoni di luce per trasdurli in segnali elettrici che possono essere interpretati dal sistema nervoso centrale. I meccanismi che operano la trasduzione visiva si basano su un insieme di molecole proteiche altamente conservate le quali permettono di assorbire la luce sulla superficie dei fotorecettori e di catturare così l’energia dei fotoni contenuta al loro interno. 1.1 Evoluzione dell’occhio La natura fisica della luce ha condizionato fortemente l’evoluzione dell’organizzazione strutturale dell’occhio, la cui funzione è quella di produrre immagini. Nel corso dell’evoluzione sono stati messi a punto molti possibili disegni strutturali che hanno portato ad organizzazioni dell’occhio simili in specie animali non affini, ad esempio per quanto riguarda l’occhio dei calamari e dei pesci, che pur essendo due animali filogeneticamente distanti condividono lo stesso habitat. Questo dato però non è assoluto perché anche l’occhio dell’uomo è molto simile a quello del pesce per convergenza, pur non vivendo nello stesso ambiente. L’evoluzione dell’occhio può essere distinta in due tappe fondamentali. Inizialmente in tutti i principali gruppi animali si sono sviluppate delle strutture semplici definite macchie oculari, costituite da una fossetta aperta rivestita da pochi recettori e contenente cellule pigmentate schermanti. Queste macchie oculari forniscono informazioni sulla direzione delle sorgenti di luce e sulle variazioni della sua intensità, ma non immagini ben dettagliate. Però per riconoscere le figure e controllare l’attività motoria, gli animali hanno bisogno di occhi con un sistema ottico capace di limitare la parte del campo visivo rilevata da un singolo fotorecettore e di formare immagini. Questa tappa dell’evoluzione è avvenuta solo in 6 phyla dei 33 presenti nei metazoi; ma gli animali che fanno parte di questi 6 phyla rappresentano il 96% di tutte le specie viventi, quindi si può arrivare a dire che il possedere occhi conferisca un notevole vantaggio in termini di evoluzione.

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Parole chiave

cadpr
fotorecettori
fototrasduzione
ione calcio
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