L’ ANELLO MANCANTE

PRIONI : anello di congiunzione tra sviluppo   GENETICO ED EPIGENETICO

Paolo Manzelli LRE@UNIFI.IT

Relazione per il primo incontro ON-NS (OPEN NETWORK for NEW SCIENCE

http://www.omirp.it/ONNS/index.html

            Il costituendo gruppo ON-NS si riunisce a Firenze il 11-NOV.2004 al fine di favorire e facilitare uno sviluppo della scienza ampiamente condiviso proprio in quanti spesso i pregiudizi e una formazione specialistica priva di una cultura storica ed epistemologica di molti scienziati ha contribuito ad ostacolare scoperte importanti.

                Tra i piu recenti’ limiti della scienza possiamo annoverare quello che e stato chiamato il «dogma centrale della biologia molecolare» per il quale l’ informazione genetica e totalizzante in quanto indica un passaggio della informazione genetica  nell’ unica direzione dal genotipo al fenotipo mediante una sequenza meccanica di trascrizione e la traduzione capace di effettuare il trasferimento della informazione  tra  DNA all’RNA e infine alle proteine per cui l’ambiente storico-sociale non avrebbe alcuna influenza diretta sui cambiamenti ereditari che in tal modo vengono visti come determinanti delle specie viventi.

                Tale dogma della biologia oggi in gran parte criticato per il suo riduzionismo, in prima istanza  prescinde dalle concezioni dello  sviluppo evolutivo della vita ricerche iniziate con le ricerche di   Alexandr Ivanovich Oparin  (1894-1980) e da Cyril Ponnamperuma (1923-1994)  e da moltissimi altri chimici e biochimici , evitando di conseguenza tutte quelle questioni scientifiche che  emergono permettendo nuovi sviluppi delle conoscenze bio-logiche della evoluzione del sistema vivente , che necessitano di prendere  in considerazione l’ intera complessità dello sviluppo evolutivo della bio-chimica della vita.

                Tali ricerche sulla evoluzione chimica hanno realizzato in provetta molecole proteiche  a partire da molecole inorganiche semplici , dimostrando cosi’ che le proteine sono comparse nell’ evoluzione bio-chimica certamente prima della comparsa dell’ RNA e del DNA . Evidentemente tali proteine sintetiche non hanno alcuna possibilita’ di riprodursi spontaneamente e pertanto resta ancora indimostrabile la  antica credenza dei filosofi greci della generazione spontanea della vita , la cui impossibilita fu sperimentalmente dimostrata fin dalle ricerche del Professore della Antica Università di Pisa , Francesco Redi (1626-1697).

                Cosa diversa e la riproducibilità spontanea di proteine Prioniche inserite entro un sistema metabolico di un organismo vivente . A tal proposito ricordiamo che Tikvah Alper e J. S. Griffith  gia’ dal 1960 compresero che  l’agente infettivo dello malattia degenerativa del cervello degli ovini (Scrapie) fosse una semplice proteina, priva di materiale genetico, ma capace di autoreplicarsi. Un prione infettivo, molto simile e’ stato poi isolato e identificato da Stanley B. Prusiner (abbreviato  PrPSc , proteina prionica infettiva) il quale focalizzo i suoi studi in relazione alla degenerazione del cervello umano causata da encefalopatie spongiformi  provocate dal cosi’detto Morbo della Mucca Pazza. Nel 1997 S. B. Prusiner ha ricevuto il premio Nobel per la scoperta di tale Prione capace di riprodursi in assenza del DNA ed RNA, e pertanto si e compreso come tale prione infettivo fosse responsabile nel provocare il Morbo della Mucca Pazza proprio in seguito alla capacita’ di baypassare la barriera che esiste fra specie diverse alla trasmissione di elementi proteici , i quali  normalmente vengono decodificati e ricodificati dalla sequenza del DNA/RNA dell’ organismo che ha assunto proteine di altra specie per tramite la catena alimentare.  

                Comunque e’ noto che non ci sono solo varianti patologiche dei Prioni . I prioni normali (PrP) sono numerosissimi negli organismi viventi ed in specialmodo sono presenti nel cervello.

                Sottolineaiamo quindi il fatto che il processo di moltiplicazione di tutti i  Prioni non si basa sulla duplicazione di DNA e/o RNA, dato che sia il DNA che l’ RNA sono del tutto assenti nel realizzare la moltiplicazione dei Prioni cerebrali. Il metodo che si ipotizza per la replicazione prionica non e del tutto evidente, ma ragionevolmente si suppone basarsi su processi di accumulazione e rottura catalitica noti dalla chimica dello sviluppo delle catene polimeriche.

                Putroppo dobbiamo constatare che vari dogmatismi emergono nella scienza quando la estrema specializzazione disciplinare conduce e frazionare la comunita’ scientifica,  cosi che si perdono di vista i criteri generali della dinamica evolutiva della natura , cosi ad es. da dimenticare come la capacita di auto-replicazione, sia pur con metodologie differenziate,  sia un fattore del tutto generalizzato e diffuso in natura.  Ricordiamo infatti come sia nota la capacita di auto-replicazione  del RNA, le cui capacita enzimatiche sono in grado di riprodursi senza intervento alcuno del  DNA e che inoltre e pure ben nota l’ esistenza di  proteine che sono capaci di riparare spontaneamente il DNA dalle frequenti rotture ed anomalie provocate da vari fenomeni di alterazione fisico-chimica della cellula. Infine sempre in proposito della estesa capacita’ di replicazione di strutture chimico fisiche in natura e’ ben  noto che le proprietà generali di replicazione appartengono anche al mondo inorganico ad es. i cristalli e piu’ specificatamente i cristalli di ghiaccio sono infatti il risultato dell’organizzazione di atomi e molecole in geometrie e forme capaci di agglomerandosi intorno ad un elemento di aggregazione catalitico e moltiplicarsi quando il cristallo si rompe in vari pezzi crescendo in un processo simile alla auto-replicazione 

Tali riflessioni fanno capire come la pretesa  unicita’ e la unidirezionalita’  delle funzioni di replicazione proteica ritenute incluse nell’ unica  macromolecola del DNA abbiano perso oggigiorno quel significato dogmatico ritenuto ancora per molti scienziati indiscutibile.

                Soffermiamoci ora sull’ importanza derivante dalla auto-replicazione dei “Prioni cerebrali” in relazione alla comprensione delle relazioni tra Genetica ed Epigenetica dello sviluppo cognitivo dell’ uomo.

                Il Prioni sono molecole di origine proteica (da Proteo , la divinita’ dell’ antica Grecia cui si attribuiva la capacita di cambiare forma a piacimento) che sono normalmente presenti nel nostro organismo ed e’ pertanto  possibile che si replichino senza coinvolgere nel loro ciclo di vita il complesso e piu’ sicuro sistema di controllo codificato dal DNA , poiche’ se tale controllo fosse applicato sistematicamente a tutta la produzione proteica evidentemente da cio’ deriverebbero in ogni caso strutture proteiche derivate da una  rigida ed inalterabile corrispondenza tra Geni e Proteine, che annullerebbe la nota flessibilità cerebrale generata dall’ apprendimento e dalla formazione delle memorie con carattere epistemico correlabile piu’ in generale al contesto storico-sociale dello sviluppo umano.

                Con le recenti ricerche sui Prioni siano quindi  in presenza della scoperta di un nuova concezione, dato che esso si replica sulla base di criteri di riproducibilita polimerica, clonando copie differenziabili di se stesso, ottenute modificando la forma del pattern strutturale ma non la sequenza proteica. I prioni  in quanto proteine sono strutturati da catene poli-peptidiche di amminoacidi la cui struttura spaziale ha una maggior variabilità conformazionale rispetto a quelli prodotti dalla sequenze codificate dal DNA , e pertanto e una caratteristica peculiare del Prioni quella di creare strutture elastiche  stabilizzate da legami deboli che da’ loro la possibilita di essere dotate di assumere molteplici configurazioni. Di conseguenza e’ possibile arguire come tali molteplici configurazioni strutturali dei Prioni Cerebrali possano  divenire il vettore capace di fissare il contenuto delle memorie a breve e lungo termine a seconda della concentrazione dei cloni , e cio’ in maniera indipendente dalle strategie di espressione genetica  le quali  si limitano a dar forma alle circonvoluzioni strutturali del cervello, nonche’  delle prime fasi di sviluppo dell’ embrione derivanti dalla primaria espressione di molecole staminali indifferenziate provenienti dall’ ovulo materno fecondato.

                Pertanto i recenti studi sulla dinamica di riproduzione dei Prioni , pongono nuova luce  tutta la problematica dell' apprendimento comportando la necessita’ di redefinizione delle conoscenze acquisite sulla formazione dei sistemi e strategie epigenetiche di memorizzazione e di apprendimento . E’ infatti lecito pensare che il Patrimonio Genetico sostanzialmente conferisca al cervello solo i tratti che determinano l’ involucro genetico di ciascuna specie, ma che in seguito, proprio per mezzo della attivita’ indipendenti di riproduzione Prionica,  si possa sviluppare, una correlazione epi-genetica che ha un peculiare riferimento molecolare  oggettivo nelle sue basi chimiche morfogenetiche della strutturazione delle configurazioni variabili delle proteine prioniche , le quali  sfuggono al controllo dei geni permettendo la formazione di mappe cerebrali flessibili indipendenti dai criteri di  ereditarieta’ in quanto capaci di adeguarsi ad un sistema storico-evolutivo di archiviazione ed evocazione delle memorie.

                Lo scenario di ricerca  sui possibili sviluppi dell’ apprendimento che emerge da tale oggettivazione della “Res-Cogitans di Cartesio” e’ assai vasto dato che non e derivabile dalla sola decifrazione del codice genetico e pertanto la riflessione scientificamente argomentata su come il cervello generi conoscenza , incide grandemente sulle modalità d’uso creativo delle moderne capacita tecnologiche, prima tra tutte l’ e.learning , al fine di  intervenire con modalità innovative per accelerare le possibili dinamiche di sviluppo delle scienze cognitive nonche’ sulla crescita di una creatività scientifica coscientemente e responsabilmente indotta da metodi formativi finalizzati ad  arricchire le capacita dei processi combinatori correlabili alle multiformi capacita funzionali ad una evoluzione epistemologica della riproduzione di parterns di  prioni cerebrali .

Certamente tale ipotesi di ricerca accresce ampiamente la nostra responsabilità educativa, e di questa conoscenza coscienziosa vorra’ farsi carico il Costituendo Gruppo di ricerca Transdisciplinare “OPEN NETWORK FOR NEW SCIENCE (in sigla “ON-NS”) fin dalla suo primo incontro, per poter dare una fattiva collaborazione nell’ inventare un futuro creativo basato su una conoscenza piu oggettiva di se stessi e del proprio ruolo nella evoluzione della natura.

Biblio-online:

Prione : http://www.wordiq.com/definition/Prion ; http://euresis.ispp.it/emme/damiani.htm

A.Oparin: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/O/Oparin.html

Chemical Evolution of living systems: http://www.gennet.org/facts/metro02.html

La Chimie Prebiotique : http://www.astrosurf.com/lombry/bioastro-prebiotique.htm

La Rottura delle Barriere Filogenetiche : http://www.eat-online.net/english/education/madcow.htm

Cinetica della Moltiplicazione dei Prioni : http://www.dmi.unict.it/~anile/mathapp/sistdina/bse/bse.html

Prioni e Memorie: https://www.edscuola.it/archivio/lre/prioni_e_memorie.htm