I meccanismi fondamentali dell'esocitosi
Chiarire i meccanismi molecolari dell'esocitosi è un passo fondamentale verso la comprensione dell'immensa complessità della funzione cerebrale. L'obiettivo del progetto EXOSYTS ("Dissecting synaptotagmin isoform function: from vesicle docking to fusion pore formation"), finanziato dall'UE, è comprendere la regolazione delle fasi veloce e lenta dell'esocitosi attivata dagli ioni di calcio. Il sistema nervoso svolge funzioni enormemente complesse tramite una comunicazione definita e programmata in modo preciso tra i neuroni che dipendono dall'esocitosi. Questi eventi sono mediati da proteine dedicate che si trovano sulle vescicole sinaptiche stesse e sulla membrana plasmatica dei neuroni. Alcune isoforme della proteina sinaptotagmina agiscono come sensori degli ioni di calcio. Sono coinvolte nel primo docking (ancoraggio) delle vescicole sinaptiche alla membrana presinaptica e nelle ultime fasi della fusione delle vescicole sinaptiche. I ricercatori si sono concentrati sulle isoforme syt1 e syt7, e gli esperimenti non hanno rivelato nessuna modifica in nessuna proprietà dei singoli potenziali a punta in assenza di syt7. Nella fase successiva la ricerca si è spostata sulla proteina Doc2b, anch'essa coinvolta nell'esocitosi. La proteina lega anche il calcio, ma esiste in uno stato solubile. Esperimenti in cellule cromaffini con topi knockout privi di Doc2b hanno rivelato che la dipendenza dal calcio di priming e rilascio delle vescicole restava invariata. La conclusione è stata che Doc2b agisce per inibire il priming delle vescicole durante l'esposizione prolungata al calcio, e protegge le vescicole dalla fusione prematura. I ricercatori hanno infine identificato un nuovo ruolo della proteina che interagisce con la C-chinasi 1 (Pick1) nella biogenesi delle vescicole secretorie nelle cellule cromaffini di topo. In sua assenza le cellule cromaffini presentano esocitosi ridotta in risposta al rilascio di calcio o alla depolarizzazione della membrana. In assenza di Pick1 le vescicole avevano dimensione e numero ridotti, ma rimanevano completamente funzionali. I risultati del progetto sono stati divulgati tramite diverse pubblicazioni ad alto impatto. In generale il progetto ha dato un importante contributo in direzione di una migliore comprensione della complessità dell'endocitosi.
Parole chiave
Esocitosi, vescicole secretorie, sinaptotagmina, ioni di calcio, cellule cromaffini, Doc2b, Pick1
