PRIONI: anello di congiunzione tra sviluppo GENETICO ED EPIGENETICO

Il costituendo gruppo ON-NS si è riunito a Firenze lo scorso 11 novembre (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 più 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 così 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 possibilità di riprodursi spontaneamente e pertanto resta ancora indimostrabile l'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 già dal 1960 compresero che l'agente infettivo della malattia degenerativa del cervello degli ovini (Scrapie) fosse una semplice proteina, priva di materiale genetico, ma capace di autoreplicarsi. Un prione infettivo, molto simile è stato poi isolato e identificato da Stanley B. Prusiner (abbreviato PrPSc, proteina prionica infettiva) il quale focalizzò i suoi studi in relazione alla degenerazione del cervello umano causata da encefalopatie spongiformi provocate dal così 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 è compreso come tale prione infettivo fosse responsabile nel provocare il Morbo della Mucca Pazza proprio in seguito alla capacità 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 è 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.

Sottolineiamo 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. Purtroppo dobbiamo constatare che vari dogmatismi emergono nella scienza quando la estrema specializzazione disciplinare conduce a frazionare la comunità scientifica, così che si perdono di vista i criteri generali della dinamica evolutiva della natura, così 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 capacità 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 capacità di replicazione di strutture chimico fisiche in natura è ben noto che le proprietà generali di replicazione appartengono anche al mondo inorganico, ad es. i cristalli e più specificatamente i cristalli di ghiaccio sono infatti il risultato dell'organizzazione di atomi e molecole in geometrie e forme capaci di agglomerarsi 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 unicità e la unidirezionalità 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. I Prioni sono molecole di origine proteica (da Proteo, la divinità dell'antica Grecia cui si attribuiva la capacità di cambiare forma a piacimento) che sono normalmente presenti nel nostro organismo ed è pertanto possibile che si replichino senza coinvolgere nel loro ciclo di vita il complesso e più sicuro sistema di controllo codificato dal DNA, poiché se tale controllo fosse applicato sistematicamente a tutta la produzione proteica evidentemente da ciò 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 più in generale al contesto storico-sociale dello sviluppo umano.

Con le recenti ricerche sui Prioni siano quindi in presenza della scoperta di una nuova concezione, dato che esso si replica sulla base di criteri di riproducibilità 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 è una caratteristica peculiare dei Prioni quella di creare strutture elastiche stabilizzate da legami deboli che dà loro la possibilità di essere dotate di assumere molteplici configurazioni. Di conseguenza è 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 ciò in maniera indipendente dalle strategie di espressione genetica le quali si limitano a dar forma alle circonvoluzioni strutturali del cervello, nonché 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 a tutta la problematica dell'apprendimento comportando la necessità di redefinizione delle conoscenze acquisite sulla formazione dei sistemi e strategie epigenetiche di memorizzazione e di apprendimento. È 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 delle attività 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 ereditarietà 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” è 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 capacità tecnologiche, prima tra tutte l' e.learning, al fine di intervenire con modalità innovative per accelerare le possibili dinamiche di sviluppo delle scienze cognitive nonché sulla crescita di una creatività scientifica coscientemente e responsabilmente indotta da metodi formativi finalizzati ad arricchire le capacità dei processi combinatori correlabili alle multiformi capacità 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 vorrà 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 più oggettiva di se stessi e del proprio ruolo nella evoluzione della natura.

Per ulteriori informazioni:

Paolo Manzelli
Director of LRE/EGO-CreaNet-“VIA” – University of Florence
Via Cavour, 82 – 50129 FIRENZE – Italy
Phone: +39 055-288754
Fax: +39 055-2756702
Mobil +39 335-6760004
E-mail: LRE@UNIFI.IT
E-mail: manzelli@invisibilmente.it

Università degli Studi di Firenze