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La 'pistola fumante' biofisica: la tau passa da stato solubile ai grovigli

La 'pistola fumante' biofisica: la tau passa da stato solubile ai grovigliE' stato scoperto che la Tau fa pare delle proteine che subiscono la separazione dalla fase liquido-liquida quando è associata all'RNA che stabilisce un nuovo stato di fase. (Immagine: Peter Allen)Anche se molta parte dell'Alzheimer rimane misteriosa, gli scienziati sanno che la progressione della malattia dipende in parte da una proteina normale chiamata tau, che si aggrega formando delle specie di nodi all'interno delle cellule del cervello che alla fine strangolano i neuroni.


Eppure, fino ad ora, non sapevamo ancora come questa proteina passa dallo stato liquido solubile a quello di fibra solida.


Scoprendo una proprietà insospettabile della tau, la chimica fisica Song-I Han e il neurobiologo Kenneth S. Kosik della University of California di Santa Barbara hanno fatto altra luce sulla capacità della proteina di passare da uno stato all'altro.


E' notevole che la tau possa, in un complesso con l'RNA, condensarsi in una 'goccia' altamente compatta pur conservando le proprietà liquide. Con un fenomeno chiamato «separazione di fase», tau e RNA si tengono insieme, senza il beneficio di una membrana, ma rimangono separate dall'ambiente circostante. Questo nuovo stato concentra altamente la tau e crea una serie di condizioni in cui diventa vulnerabile all'aggregazione.


Kosik e Han descrivono le loro scoperte nella rivista PLOS Biology. "I nostri risultati, insieme alla ricerca correlata nelle neurodegenerazioni, presentano una 'pistola fumante' biofisica sul percorso della patologia tau", ha dichiarato Kosik, professore di neuroscienze all'UCSB e condirettore dell'Istituto di Ricerca Neuroscienze del campus. "I segnali di questo cammino sono la capacità intrinseca della tau di piegarsi in forme innumerevoli, di legarsi all'RNA e di formare strutture reversibili compatte in condizioni fisiologiche, come la concentrazione, la temperatura e la salinità".


I ricercatori hanno scoperto che, a seconda della lunghezza e della forma dell'RNA, fino a otto molecole tau si legano all'RNA per formare un complesso fluidico esteso. Diverse altre proteine ​​come la tau sono note per aggregarsi irreversibilmente in altre malattie neurodegenerative, come la sclerosi laterale amiotrofica (o malattia di Lou Gehrig).


"C'è una relazione interessante tra le proteine ​​intrinsecamente disordinate che sono predisposte a diventare neurodegenerative - in questo caso la tau - e questo stato di «separazione di fase»", ha dichiarato la Han, professore del Dipartimento di Chimica e Biochimica della UCSB. "Questa tappa a goccia è un serbatoio che protegge la tau o una fase intermedia che aiuta a trasformare la tau in uno stato di malattia con le fibrille, o entrambe le situazioni allo stesso tempo? Capire il ruolo fisiologico esatto di queste gocce è la prossima sfida".

 
L'analisi successiva consisterà in una ricerca intensiva sulla controparte delle gocce tau nelle cellule viventi. In un lavoro futuro, i ricercatori vogliono anche esplorare come e perché una cellula regola la formazione e la dissoluzione di queste gocce e se questo rappresenta un'incursione potenziale verso una terapia.

 

 

 


Fonte: Julie Cohen in University of California - Santa Barbara (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Xuemei Zhang, Yanxian Lin, Neil A. Eschmann, Hongjun Zhou, Jennifer N. Rauch, Israel Hernandez, Elmer Guzman, Kenneth S. Kosik, Song I Han. RNA stores tau reversibly in complex coacervates. PLOS Biology, Published: July 6, 2017. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2002183

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