Come la formazione di aggregati proteici influenza la salute delle cellule
Disturbi come l’Alzheimer o il Parkinson sono collegati ad aggregati insolubili di proteine che si formano quando le proteine non si ripiegano secondo la loro normale configurazione. Tale errato ripiegamento aumenta la tendenza di una proteina a legarsi a se stessa, cosa che può portarla alla perdita della sua normale funzione o ad acquisire una funzione tossica. Oltre a causare determinate malattie umane, l’errato ripiegamento e l’aggregazione delle proteine sono un problema anche nelle applicazioni biotecnologiche che richiedono la produzione su larga scala di proteine. Il progetto FITNESS & EVOLUTION (“Intracellular protein aggregation: Fitness and evolution”), finanziato dall’UE, ha sviluppato semplici modelli cellulari per determinare in che modo l’aggregazione delle proteine influenzi la salute cellulare. Poiché vi sono alcuni casi in cui gli aggregati proteici sono utili per la funzione di una cellula, i ricercatori volevano determinare in che modo essi vengano selezionati durante l’evoluzione. Hanno eseguito ciò misurando le variazioni della salute cellulare in diversi ceppi di lievito differenziati nella loro tendenza ad aggregare una specifica proteina funzionale. I ricercatori hanno progettato un sistema modello in cui la proteina funzionale poteva avere un effetto dannoso, neutro o benefico sulla crescita delle cellule del lievito. Nelle condizioni in cui la proteina è benefica o dannosa la sua inattivazione in caso di aggregazione avrebbe un effetto rispettivamente dannoso o benefico sulla crescita cellulare. Contemporaneamente le proteine aggreganti con effetto neutro non avrebbero presumibilmente nessun effetto rilevabile sulla crescita cellulare. Dai risultati di questo studio FITNESS & EVOLUTION ha concluso che nel corso dell’evoluzione hanno avuto luogo processi di selezione sia positiva che negativa dell’aggregazione delle proteine. Le cellule potrebbero quindi aver evoluto meccanismi di controllo della qualità per tollerare l’aggregazione delle proteine, che aumenta la sopravvivenza cellulare in ambienti variabili aumentando la variabilità delle popolazioni. Comprendere in che modo l’aggregazione cellulare viene regolata è importante per progettare nuove strategie per combattere le condizioni debilitanti ad essa associate, e per migliorare la produzione biotecnologica di proteine.
Parole chiave
Salute cellulare, proteine mal ripiegate, malattia, aggregazione delle proteine, evoluzione
