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Lotta ai parassiti: studio svizzero sulla costruzione delle proteine e' su Science

I ricercatori del gruppo André Schneider dell'Università di Berna e del gruppo Nenad Ban dell'ETH di Zurigo, hanno studiato il processo di assemblaggio del ribosoma mitocondriale (mitoribosoma), usando il parassita unicellulare Trypanosoma brucei. Sono stati in grado di seguire il processo di costruzione e di identificare i macchinari cellulari associati.

Poiché T. brucei causa malattie difficilmente curabili, inclusa la malattia del sonno, i risultati potrebbero portare a nuove terapie. Il progetto è stato reso possibile dal National Center of Competence in Research "RNA & Disease", che studia il ruolo dell'RNA nei meccanismi delle malattie. I risultati sono stati ora pubblicati su "Science". 

Poiché molte delle proteine di assemblaggio sono simili in altri organismi, i ricercatori ritengono che le informazioni ottenute forniscano informazioni generali per comprendere meglio la maturazione ribosomiale in tutti gli organismi. E poiché tutte queste proteine sono essenziali per il funzionamento della cellula, questi risultati potrebbero essere utili per lo sviluppo di terapie contro T. brucei e relativi parassiti, che causano molte malattie nell'uomo e negli animali.

Le cellule sono costituite da una moltitudine di strutture molecolari, alcune delle quali presentano una complessità sbalorditiva. I ribosomi, le fabbriche proteiche della cellula, appartengono ai complessi più grandi e sofisticati e sono costituiti da RNA e da un gran numero di proteine. Esistono in ogni essere vivente e sono considerati come una delle macchine cellulari che è cambiata meno in tutte le fasi dell'evoluzione. Ma ci sono eccezioni: nei mitocondri, organelli cellulari che fungono da centrali elettriche, i ribosomi sembrano considerevolmente diversi.

Gli scienziati non sono solo interessati alla struttura e alla funzione di tali ribosomi, ma anche al "processo di costruzione": come fanno le cellule a gestire l'assemblaggio di queste strutture complesse? E in che modo differiscono questi metodi di costruzione, per le diverse strutture? È chiaro che è necessario un ampio macchinario cellulare per garantire un assemblaggio regolare di tutti i mattoni dell'edificio. Questo macchinario cellulare responsabile dell'assemblaggio ribosomiale nei mitocondri non è stato ancora descritto.

Il parassita T. brucei stato utilizzato come sistema modello poiché i suoi mitoribosomi sono particolarmente complessi e, quindi, suscettibili di richiedere molte fasi di montaggio. I ricercatori hanno potuto seguire tutti questi passaggi in dettaglio.

"Abbiamo trovato differenze affascinanti", afferma Moritz Niemann del Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'Università di Berna, coautore. Nei ribosomi mitocondriali l'RNA può essere considerato come l'acciaio nel cemento armato, mentre in altri ribosomi può essere considerato un ruolo strutturale chiave come nelle strutture a base di ferro tipo la Torre Eiffel.

L'analisi ha mostrato che l'assemblaggio di mitoribosomi in T. brucei procede attraverso la formazione di più intermedi di assemblaggio. Coinvolge anche un gran numero di proteine che formano un enorme ponteggio adattivo attorno al mitoribosoma emergente che non è presente nella struttura completa. Martin Saurer del Dipartimento di Biologia dell'ETH di Zurigo e primo autore, afferma che molte di queste proteine erano sconosciute nel "settore delle costruzioni".

 "La microscopia crioelettronica non ci consente solo di visualizzare complessi noti ma anche di scoprire e descrivere un intero processo cellulare: il cantiere e i macchinari coinvolti nell'assemblaggio dei ribosomi mitocondriali", aggiunge.

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