Doppia vita di una proteina trasformista

Scoperta una proteina che può cambiare la propria conformazione e assumere una nuova funzione. Si tratta di RfaH, che da fattore di trascrizione genica, che cioè controlla il passaggio delle informazioni dal DNA all’RNA messaggero, si trasforma in fattore di traduzione, ovvero partecipa al processo di sintesi di altre proteine.

Una proteina che è in grado di cambiare la propria conformazione e acquisire in questo modo una funzione  diversa è stata identificata da un gruppo di ricercatori dell’Università di Bayreuth, in Germania, e della Ohio State University, che firmano un articolo pubblicato sulla rivista “Cell”.

“Abbiamo dimostrato che la proteina RfaH cambia conformazione, e questo è già un grosso problema. Si poteva pensare che fosse impossibile, come ci hanno insegnato a scuola”, ha osservato Irina Artsimovitch, che con Paul Rösch ha diretto lo studio. “Ma in questo caso c’è molto di più, perché abbiamo dimostrato che quando si ripiega nuovamente, RfaH acquista una nuova funzione.”

Al momento in cui le proteine vengono prodotte, si ripiegano in una specifica forma, determinata dalla sequenza di DNA da cui sono codificate ed essenziale per svolgere la funzione a cui sono destinate. Nel caso specifico,  RfaH attiva l’espressione genica e funge da fattore di trascrizione, ovvero è una molecola che si lega a specifiche sequenze di DNA per controllare il trasferimento delle informazioni genetiche dal DNA all’RNA messaggero. In particolare, come ha scoperto in un precedente studio questo stesso gruppo di ricerca, RfaH consente all’enzima RNA polimerasi di mantenersi agganciato al DNA e iniziare l’attivazione di geni.

Ma i ricercatori hanno osservato che quando  RfaH lega fra loro DNA e RNA polimerasi, le sue due metà si separano, e mentre una resta agganciata all’enzima, l’altra si stacca e si ripiega in una conformazione  differente. Questa nuova struttura, come hanno dimostrato Artsimovitch e colleghi, partecipa al processo di traduzione, un passo successivo dell’espressione genica. Durante la traduzione, un ribosoma si lega all’RNA messaggero e ne usa le istruzioni per selezionare aminoacidi e unirli in catene, che poi si ripiegano andando a formare le proteine, prodotti finali della espressione genica.

Lo studio su questa proteina, che si trova come fattore di trascrizione in tutti gli organismi viventi, è stato condotto usando come sistema modello Escherichia coli. In questo batterio, RfaH rappresenta un fattore di virulenza che dà al microrganismo la capacità di infettare e causare malattie, un ruolo che non è stato particolarmente sottolineato in questa ricerca, ma che potrebbe portare a ulteriori scoperte.

Il comportamento della proteina, osservano inoltre i ricercatori, ricorda per certi versi quello dei prioni, agenti infettivi all’origine di patologie neurodegenerative come la malattia di Creutzfeldt-Jakob e l’encefalopatia spongiforme bovina. I prioni sono in grado di passare dalla loro struttura “alfa”, innocua, a quelle “beta”, che avvia una reazione a catena che porta alla formazione di aggregati proteici di grandi dimensioni all’origine dei danni neurologici.