Dei ricercatori di Melbourne hanno scoperto i passaggi chiave coinvolti nella morte cellulare programmata, offrendo nuovi obiettivi per il trattamento di malattie che includono il lupus, i tumori e le malattie neurodegenerative.
I gruppi di ricerca del «Walter and Eliza Hall Institute» hanno lavorato insieme per scoprire la struttura tridimensionale di una proteina cruciale per la morte delle cellulare, chiamata Bak, e rivelare i primi passi del percorso con cui provoca la morte delle cellule. I loro studi sono stati pubblicati su Molecular Cell e su Proceedings of the National Academy of Sciences.
La morte cellulare programmata, nota come apoptosi, avviene naturalmente quando il corpo deve eliminare le cellule indesiderate. Dei segnali chimici dicono alla cellula di morire, attivando le proteine dell'apoptosi Bak e Bax, che smontano la «fabbrica di energia» della cellula, i mitocondri. Quando questo processo va male, le cellule difettose (come le cellule tumorali) possono continuare a vivere, o le cellule sane possono morire inutilmente, quello che succede nell'Alzheimer.
Viste le proteine della morte
Jason Brouwer assieme al dottor Peter Czabotar, al dottor Ruth Kluck e ai colleghi della divisione di Biologia Strutturale dell'Istituto, ha studiato con l'Australian Synchrotron come cambia la struttura della Bak per indurre la morte cellulare. La ricerca è stata pubblicata su Molecular Cell.
"Capire il modo in cui funzionano le proteine della morte cellulare, ed il loro aspetto, è fondamentale per trovare nuovi modi per curare le malattie", ha detto il dottor Czabotar. "La nostra ricerca dimostra come la Bak si trasforma da una forma ad un'altra per innescare l'apoptosi. Una volta che la Bak diventa «attiva» all'interno della cellula, si accoppia con un'altra molecola Bak per formare un «dimero», che continua poi avviando l'apoptosi".
Il Dott Czabotar ha detto che capire l'apoptosi permetterebbe ai ricercatori di sviluppare nuovi modi per curare le malattie. "Conoscere la struttura di queste proteine e come funzionano nella cellula è essenziale nella progettazione di nuovi trattamenti per combattere le malattie".
Alla ricerca della storia del buco
Il Dr. Dana Westphal, il dr. Kluck, il dr. GrantDewson, il professor Jerry Adams e i colleghi delle divisioni Genetica Molecolare del Cancro e Segnalazione Cellulare e Morte Cellulare hanno esaminato come i dimeri Bak e Bax si attaccano ai mitocondri e li perforano. La ricerca è stata pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences.
Il Dott Kluck ha detto che i dimeri di Bak e Bax sventrano la superficie mitocondriale, ma il meccanismo rimane poco chiaro. "Una fase cruciale dell'apoptosi è il rilascio di proteine cruciali dall'interno dei mitocondri", ha detto. "Gli scienziati pensavano che questo accadesse quando Bak e Bax si conficcano sulla membrana mitocondriale formando un buco, ma il nostro lavoro ha dimostrato che non è questo che accade. Al contrario, queste proteine crollano sulla superficie oleosa dei mitocondri e si accalcano sulla superficie finché si formano dei fori".
"Noi e altri stiamo ora lavorando per scoprire esattamente come queste proteine si uniscono per distruggere i mitocondri e innescare l'apoptosi. Capire più profondamente questo evento fondamentale potrebbe suggerire nuovi modi per regolare l'apoptosi e combattere le malattie".
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La ricerca è stata finanziata dalla Australian National Health e Medical Research Council, dalla Leukemia and Lymphoma Society (USA), dall'Australian Research Council, dall'Australian Cancer Research Foundation e dal Governo del Victoria.
Fonte: Walter and Eliza Hall Institute(> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti:
- Jason M. Brouwer, Dana Westphal, Grant Dewson, Adeline Y. Robin, Rachel T. Uren, Ray Bartolo, Geoff V. Thompson, Peter M. Colman, Ruth M. Kluck, Peter E. Czabotar. Bak Core and Latch Domains Separate during Activation, and Freed Core Domains Form Symmetric Homodimers. Molecular Cell, 2014; 55 (6): 938 DOI: 10.1016/j.molcel.2014.07.016
- D. Westphal, G. Dewson, M. Menard, P. Frederick, S. Iyer, R. Bartolo, L. Gibson, P. E. Czabotar, B. J. Smith, J. M. Adams, R. M. Kluck. Apoptotic pore formation is associated with in-plane insertion of Bak or Bax central helices into the mitochondrial outer membrane. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; 111 (39): E4076 DOI: 10.1073/pnas.1415142111
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