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Chiarire i meccanismi dell’omeostasi delle proteine per allungare la durata della vita

Una corretta regolazione dell’omeostasi delle proteine nelle cellule è un elemento critico per la salute di un organismo. Un progetto finanziato dall’UE ha dimostrato che, migliorando la proteostasi nel reticolo endoplasmatico (ER), si favorisce la resistenza allo stress cellulare e, in tal modo, è possibile incidere positivamente sulla durata di vita e sulla salute.
Chiarire i meccanismi dell’omeostasi delle proteine per allungare la durata della vita
L’omeostasi delle proteine descrive i processi all’interno delle cellule che regolano la sintesi, il ripiegamento e la degradazione delle proteine all’interno della cellula, per mantenere la salute del proteoma cellulare. La perdita di capacità omeostatica ha conseguenze per la durata di vita dell’organismo e può anche determinare l’invecchiamento delle cellule e malattie legate all’età nelle persone anziane, ad esempio cardiopatie, diabete e neurodegenerazione.

All’interno dell’ER, determinati processi e sistemi garantiscono che vengano esportate fuori dall’ER stesso soltanto proteine ripiegate correttamente. In reazione a condizioni di stress, quando si accumulano proteine non ripiegate nel lumen dell’ER, l’ER avvia una serie di vie di trasduzione del segnale in risposta alle proteine non ripiegate. Tali vie svolgono un ruolo critico nel ripristino dell’omeostasi dell’ER. Nel progetto ER LONGEVITY (Improving protein homeostasis to extend health- and lifespan), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno identificato una nuova via della longevità nell’organismo modello Caenorhabditis elegans, che corrobora l’ipotesi secondo cui la proteostasi nell’ER contribuisce alla resistenza allo stress.

La via utilizza metaboliti di aminozuccheri endogeni per migliorare l’omeostasi delle proteine e allungare la durata della vita del nematode. Tale via, denominata via delle esosamine, è controllata dall’enzima GFAT-1. Gli scienziati hanno identificato nel gene GFAT-1 del C. elegans mutazioni di guadagno di funzione, che producono elevati livelli cellulari del prodotto della via, l’aminozucchero UDP-GlcNAc. In tal modo, la via delle esosamine e l’UDP-GlcNAc sono mediatori della resistenza allo stress proteotossico e della longevità. L’attivazione del GFAT-1 ha prolungato la vita del nematode, tramite il miglioramento della proteostasi nell’ER. Prossime attività si concentreranno sullo studio dei meccanismi che legano i livelli di concentrazione dell’UDP-GlcNAc con miglioramenti nel controllo della qualità delle proteine, anche nel sistema dei mammiferi.

Un chiarimento circa i nuovi meccanismi che coordinano l’omeostasi delle proteine ha conseguenze positive per le malattie legate all’età e alla longevità nell’essere umano. I risultati del progetto sono stati pubblicati su vari giornali.

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Keywords

Omeostasi delle proteine, durata di vita, reticolo endoplasmatico, resistenza allo stress, ER LONGEVITY