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Formazione del perossisoma da vescicole e residui del pre-perossisoma

Il perossisoma è un organello presente in tutti gli eucarioti con funzioni nel metabolismo cellulare molto diverse e spesso specifiche di una specie. I ricercatori dell’UE hanno compiuto notevoli progressi nel capire i percorsi di formazione di questi organelli.
Formazione del perossisoma da vescicole e residui del pre-perossisoma
Nonostante la loro innegabile importanza, la formazione dei perossisomi è poco chiara e le teorie in proposito sono ancora molto incerte. Il progetto PEROXISCOPY (Morphogenesis of de novo peroxisome formation) ha chiarito in parte il mistero della loro formazione e dei meccanismi biochimici coinvolti.

La ricerca era in particolare concentrata sul gruppo di fattori della biogenesi perossisomale (perossine; PEX) coinvolto nella biogenesi perossisomale ex novo. La formazione dei perossisomi coinvolge la proteina Pex3 e i ricercatori hanno usato mutanti del lievito privi del gene PEX3 per mostrare per la prima volta la presenza delle vescicole pre-perossisomali in questo mutante. I indicano che quando si reintroduce il gene PEX3 i perossisomi non vengono formati da zero dal sistema membrana del reticolo endoplasmatico. Invece, la proteina Pex3 utilizza le strutture perossisomali immature di queste cellule mutanti e avvia la maturazione degli organelli.

Gli scienziati hanno inoltre esaminato due importanti enzimi, Pex1 e Pex6, rilevando che queste proteine svolgono un ruolo importante nell’importazione delle proteine matrici, ma non nella fusione delle vescicole pre-perossisomali, come suggerito dai risultati di studi precedenti. Con la reintroduzione del Pex1, l’importazione della proteina matrice era ripristinata e i pre-perossisomi si sviluppavano rapidamente in perossisomi.

Poiché vi sono evidenze che il mantenimento del numero di perossisomi è cruciale per la fisiologia cellulare, il team ha anche approfondito la proliferazione dei perossisomi e la loro fissione. Pex11 rimodella la membrana perossisomale durante la fissione e i risultati hanno mostrato che questa proteina rivela attività GTPase, attivando così un enzima (Dnm1) necessario per la fissione successiva.

La collaborazione con un laboratorio dotato di eccellente esperienza nella ricerca sul perossisoma ha portato alla ripetizione delle indagini sul ruolo della Pex19 nella formazione delle vescicole del perossisoma. Il lavoro su questo argomento proseguirà mediante microscopia con crio-elettroni per visualizzare la formazione dei perossisomi e degli organelli maturi.

Il lavoro condotto dal team è stato pubblicato su riviste di alto profilo, tra cui Journal of Cell Biology (2x) e PNAS. La ricerca PEROXISCOPY ha confermato che benché poco appariscenti, i perossisomi giocano un ruolo importante nel mantenimento della fisiologia cellulare e, inoltre, che i modelli esistenti della loro formazione richiedono un adattamento.

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Keywords

Pex, perossisoma, organello, lievito, microscopia