Comefunzionalaproteinaprionica
DuestudicoordinatidallaSISSAdescrivonolafunzionediPrPC
17ottobre2016
SonodueinuovistudicoordinatidallaSISSAchesvelanodettagliimportantisullafunzione
fisiologicadellaproteinaprionica,laformanonpatologicadelfamigeratoprione,laproteina
degeneratacheprovoca,fralealtrecose,la"malattiadellamuccapazza".Secondolenuove
osservazionilaproteinanellasuaformafisiologicasvolgeun’importantefunzionedipromozione
dellacrescitadeineuriti,leproiezionideineuronilungolequaliviaggiailsegnalenervoso.IIdue
studisicompletanoidealmentefornendo,uno,pubblicatosulJournalofCellScience,unavisione
diinsiemeel’altro,pubblicatosulJournalofBiologicalChemistry,unfocussuunparticolarestadio
delprocesso,conunacompletezzaeundettagliochefinoraeranomancati.
Èunaproteinaconduefaccediametralmenteopposte:tristementenotanellasuaforma
“degenerata”,ilprionecheprovocamalattieneurodegenerativegravieincurabilicomela“mucca
pazza”neibovinielasindromediCreutzfeldt-Jakobnegliesseriumani,nellasuaformafisiologica
laproteinaprionica(PrPC)svolgeinveceunafunzionevitaleperilcervello.Lasuaazionepositiva
peròfinoaogginoneramaistatadefinitaconchiarezza.Duenuovistudi,entrambicoordinatida
GiuseppeLegname,professoredellaScuolaInternazionaleSuperiorediStudiAvanzati(SISSA)di
Trieste,offronofinalmenteunadescrizionedettagliatadeimeccanismibiochimiciconcuiquesta
proteinastimolaeguidalacrescitadeineuriti,leproiezioni(assoniedendriti)dellamembranadel
neuronicosìimportantiperlatrasmissionedelsegnalenervoso.
Ilprimo,unostudioampioestrutturato,èstatoappenapubblicatosulJournalofCellScience.“In
questolavoro,cheabbiamosvoltoincollaborazioneconl’OpticalManipulationLab(CNR-IOM,
Trieste),abbiamousatounatecnicainnovativachecihapermessodiosservaredavicino
l’interazionefraPrPCeineuritiinfasedicrescita”.Lametodologia,sviluppatadaDanCojoc,
ricercatoreSISSA/CNR-IOM,prevedeval’inserzionedelleproteinePrPall’internodimicro
vescicolechevenivanopoiposteconprecisione,condellepinzetteottiche,invicinanzadeiconidi
crescitadineuroniippocampali.Iconidicrescitasonoporzioni“attive”dellamembranadel
neuronedovesisvolgelacrescitadelneurite.Unavoltaposizionate,levescicolevenivano
“aperte”mediatebrevilampidiluceUV,cosìchelaproteinavenisserilasciatainprossimitàdel
conodicrescita.
“Conquestatecnicadiprecisioneabbiamopotutoosservarelareazionedelconodicrescitaa
basseconcentrazionidiproteinaprionica.NegliesperimentilapresenzadiPrPCprovocavail
rapidoaccrescimentodeineuritieilposizionamentodelconodicrescitaindirezionedella
massimaconcentrazionediproteinaprionica,”spiegaLegname.“Infasisuccessivedellostesso
lavoroabbiamoinoltreosservatochePrPC,quandoanzichéessereliberaediscioltanelmezzo
extracellulareèancorataallamembranacellulare,funzionacomeunrecettorechesilegaadaltre
proteineprionichelibere,chepossonopartecipareaprocessibiochimicidiversi”.
Quandounamolecolainteragisceselettivamenteconmolecolealeiidentiche,comeinquesto
caso,siparladiinterazione“omofilica”.“Inquestostudioabbiamoosservatoanchechesono
proprioquesteinterazioniomofilicheaguidareilprocessodicrescitadeineuriti,attraverso
l’interventodiparticolarimolecole,chiamatemolecolediadesionedellecelluleneurali(NCAM)”
continuaLegname.
Focussullegame
Edèproprioilsecondostudio,pubblicatosulJournalofBiologicalChemistry,agettarelucesu
quest’ultimopassaggiodelprocesso,aggiudicandosiperilsuovaloreanchelacopertina
dell’edizionecorrente.“InsiemealgruppodiJanezPlavecdelCentroRisonanzaNucleare
MagneticadiLubianaabbiamocondottoun’analisistrutturaledell’interazionefraPrPCeNCAM”,
spiegaLegname.“AbbiamovistocheNCAMsilegainmanieramoltostrettaconilterminaleN
dellaproteinaprionica”,spiegaGabrieleGiachin,exstudenteericercatoreSISSA,attualmentein
forzaalEuropeanSynchrotronRadiationFacilitydiGrenobleinFrancia,cheinsiemeaGiulia
Salzano,dottorandadellaSISSA,hacontribuitoallostudio.PrPCèinfatticostituitadadue
domini:unapartestrettamenteimpacchettatachepersuanaturanoninteragisceconaltre
molecole,eunapartenonstrutturata,libera,ilterminaleN,cheèinvecelazonaattivadella
molecola.“LanostraosservazionemostracheNCAMpromuovelacrescitadelneuriteattraverso
ilsuolegameconPrPC,propriolegandosiallasuapartenonstrutturata”,continuaGiachin.
Iduestudisicompletano,offrendoilprimounavisioned’insiemedell’interoprocessoeilsecondo
unfocussuunostadioimportante,formandoinsiemeunquadrocoerente.“Siamomolto
soddisfattidiquestograndelavorochehaunitocompetenzeevisionimoltodiverse,oltrea
gruppidipaesidiversi”,concludeLegnamechespiegaanchechequestaosservazionenonsolo
amplialaconoscenzasuimeccanismifisiologicidiPrPC:“oracheconosciamomegliol’azione
normaledellaproteinaprionicaabbiamomaggiorielementianchepercomprenderecosa
succedequandoilprocessononfunzionaesiinnescalasuaazionepatologica”,concludelo
scienziato.
LINKUTILI:
• Linkagliarticolioriginali:JournalofCellSciencehttps://goo.gl/OfwZC2,
eJournalofBiologicalChemistryhttps://goo.gl/AUqUm5
IMMAGINI:
• Crediti:SISSA
VIDEO:
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