Una funzione fondamentale di alcune cellule è quella di ordinare le proteine verso la loro destinazione cellulare, ad esempio il riutilizzo o il degrado. Le funzioni degli endosomi sono modulate dalle variazioni di tensione.
Gli scienziati dell’Università di Ginevra e del Centro nazionale di competenza in ricerca chimica hanno risposto affermativamente, grazie alla loro ricerca ad alta precisione pubblicata sulla rivista Nature Cell Biology.
Cellule, gli endosomi portano le proteine nel loro percorso destinato
Utilizzando sonde molecolari il team multidisciplinare ha misurato la tensione della membrana degli endosomi che fanno parte del centro di smistamento delle cellule e ha dimostrato che questo rilassamento aiuta a formare vescicole all’interno degli endosomi; “vescicole intraluminali”, che trasporta le proteine da degradare.
È una scoperta di fondamentale importanza che potrebbe avere implicazioni nel campo del cancro e delle malattie degenerative. Come si possono usare gli strumenti chimici in tempo reale per misurare le proprietà fisiche delle strutture interne di una cellula mentre sono ancora in vita? Questa è una delle sfide che il National Center of Competence in Research Chemical Biology ha cercato di affrontare da quando è stato lanciato nel 2010.
Per raggiungere questo obiettivo, il team ha sviluppato sonde molecolari che hanno la capacità di penetrare cellule e legano selettivamente la membrana di alcuni organelli che funzionano nella profondità del citoplasma. Una delle caratteristiche speciali di questi strumenti microscopici è che cambiano la loro fluorescenza quando sono distorti da una variazione della tensione della membrana in cui sono inseriti.
Controllo della tensione
Il primo processo fisiologico che il team di ricerca ha deciso di studiare utilizzando questo nuovo strumento è stata la formazione di vescicole intraluminali all’interno di un organello. Questi possono essere paragonati a piccoli sacchetti di immondizia che contengono le proteine e altri composti che devono essere elaborati. Gli endosomi trasportano quindi ILV ai lisosomi, che sono le centrali elettriche cellulari per distruggere e riciclare i rifiuti dalle cellule.
Lo scopo dello studio di Ginevra era determinare se un calo della tensione della membrana dell’organello può essere responsabile della formazione degli ILV e quindi se l’ordinamento delle proteine nella cellula è regolato dalle proprietà fisiche della membrana. Ancor meglio, questo calo di tensione è stato accompagnato dalla mobilizzazione sulla superficie degli organelli dei composti necessari per formare un complesso la principale macchina molecolare richiesta per produrre ILV.
La formazione di ILV dalla membrana degli endosomi è un processo essenziale per il corretto funzionamento delle cellule. Nel caso specifico di questo studio, questo apparato biomeccanico può essere usato per intrappolare e distruggere rapidamente gli EGF. interrompendo così il segnale emesso da questo fattore di crescita prima che venga portato via. Un disturbo in questo meccanismo di controllo è spesso associato all’insorgenza di tumori o malattie degenerative.
