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La proteina PYM, esempio di riciclaggio molecolare.

Un ribosoma che traduce l'mRNA

Un ribosoma che traduce l'mRNA

Proteina recycler che aiuta a prevenire le malattie.
I Ricercatori identificano le proteine di riciclaggio, meccanismo che consente di proteggere da malattie genetiche.

Il riciclaggio è importante non solo su scala mondiale, ma anche a livello cellulare, in quanto importanti molecole tendono ad essere disponibili in numero limitato. Ciò significa che una cellula deve disporre di efficienti meccanismi di riciclaggio.  Ricercatori presso il Laboratorio europeo di biologia molecolare [EMBL] e l’Università di Heidelberg, in Germania, hanno rilevato il primo passo per il riciclaggio di una cruciale molecolare chiave che garantisce la corretta interpretazione delle istruzioni codificate nei nostri geni. Lo studio, pubblicato questa settimana sulla rivista Cell, ripunta l’attenzione su questo passaggio, che aiuta a proteggerci dalle malattie genetiche.

La traduzione delle informazioni da  gene a proteina nelle cellule è molto importante, ma non privo di errori. Tali errori possono causare malattie, e numerosi sono i meccanismi di controllo per verificare gli errori,durante il processo. Tale meccanismo è denominato “nonsense-mediated decay (NMD)”. Nel mRNA dei mammiferi un codone di stop prematuro (PTC) è riconosciuto come tale solo se è localizzato almeno 50 bp a monte di una giunzione esone-esone (questo facilita la distinzione di un PTC da un codone di stop normale in quanto gli introni sono assai rari nel 3’ UTR e quando esistono sono a meno di 50 bp dopo la cornice di lettura).  è basato su un tag molecolare che è allegato all’ RNA messaggero, un passo intermedio nella traduzione dal DNA alle proteine. Il tag, chiamato giunzione complessa esone-esone [EJC], denuncia i difetti dell’RNA, potenzialmente pericoloso quindi, e va  degradato.


Nel complesso, la cellula avrebbe bisogno  di segnare circa 400.000 siti con l’EJC, ma usa solo 10.000 copie di uno dei componenti del marcatore. Ciò significa che gli EJC devono essere ripartiti nel più breve tempo possibile, in modo che i loro componenti possono essere riutilizzati.
Ricercatori dello staff di Matthias Hentze, direttore associato della EMBL, e Andreas Kulozik della  University Clinic Heidelberg hanno scoperto che una proteina chiamata PYM è deputata al disassemblaggio e il riciclaggio delle EJC .” “Tutti avevano ipotizzato che i ribosomi, le grandi strutture che effettuano l’assemblaggio di proteine,si limitavano semplicemente a eludere le EJC. Ora vediamo che questo non è giusto, perché senza la proteina PYM,il disassemblaggio dell’EJC è compromesso”.

Sebbene la PYM si trova libera, all’interno della cellula, essa tende ad associarsi ai ribosomi.  Questo spiega il motivo per cui – e come – EJC vengono rimosse quando il ribosoma passa, e potrebbe anche garantire che esse non vengano rimosse precocemente.

Se questo fosse stato il processo,la NMD sarebbe compromessa, come se la replicazione non avesse uno stampo/copia validi. Questo, a sua volta, potrebbe avere conseguenze più ampie, come le influenze dell’NMD su malattie come la talassemia, la distrofia muscolare di Duchenne e la fibrosi cistica mostrano.

“Le nuove intuizioni colmano un’importante lacuna nella comprensione di base di un processo vitale cellulare”, spiega Hentze. “Ma esse hanno anche implicazioni mediche. Infine vorremmo trovare una maniera di modulare farmacologicamente l’NDM,  per correggere lo sviluppo e il decorso di malattie genetiche.”

La ricerca è stata condotta in cooperazione con Molecular Medicine Partnership Unit (MMPU), una collaborazione tra l’EMBL e Università di Heidelberg.  “L’MMPU colma il divario tra la ricerca di base e clinica. La costante interazione  tra biologi, medici e scienziati guida i nostri studi e spesso porta a scoperte che sono applicabili alla medicina”, afferma Kulozik, direttore medico e professore di Pediatria presso l’Università di Heidelberg.

For more information:

www.embl.org/aboutus/news/press/2009/01may09/index.html

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