Come misurare le forze tra le cellule
In quasi tutti i tessuti, la comunicazione e la segnalazione tra le cellule si basa sulle giunzioni comunicanti o canali intercellulari, coppie di semicanali ognuno dei quali presenta un assieme di sei proteine (connexine) riunite. Le funzioni e i componenti chimici delle giunzioni comunicanti sono ben documentati, tuttavia le conoscenze riguardanti le forze e le energie che queste strutture possono sostenere sono ancora limitate. Il progetto Gapjunction Strength ("Biophysical determinants of the adhesion strength of gap junctions") ha cercato di utilizzare nanostrumenti avanzati e microscopia a forza atomica per misurare la cinetica e la forza del legame delle giunzioni tra le cellule, impiegando proteine connexine purificate in membrane lipidiche ricostruite per ottenere i dati biofisici sui legami intercellulari. Gli scienziati del team Gapjunction Strength hanno applicato la forza alle molecole proteiche interagenti, misurando le caratteristiche della dissociazione: un rapido grado di dissociazione è indicativo di un legame dinamico, mentre un grado di associazione lento indica minore flessibilità e piccole dimensioni delle strutture speciali che mimano i loop extracellulari. La forza di adesione è risultata significativa e ciò suggerisce che il legame può supportare forze importanti prima della dissociazione. I risultati ottenuti dal progetto sono stati pubblicati sulla stampa specializzata: il Journal of Molecular Biology ha presentato gli esiti dello studio sulla natura del legame e attualmente è all'esame un altro documento su una nuova modalità di imaging della microscopia a forza atomica, in grado di fornire una mappatura delle proprietà meccaniche delle proteine di membrana con un livello di risoluzione submolecolare. La caratterizzazione biofisica dei legami interproteici con particolare attenzione alle giunzioni comunicanti consentirà di comprendere la natura dei legami intercellulari. Fondamentali per l'integrità strutturale e biochimica dell'organizzazione multicellulare, le funzioni delle giunzioni comunicanti permetteranno di orientare la direzione delle future terapie molecolari per le patologie associate.
