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Proteine: la loro azione nel lavoro di secrezione cellulare

Scienziati finanziati dall’UE hanno scoperto che il 15% delle proteine codificate dal genoma umano contribuisce al processo di secrezione nelle cellule.

In un articolo sulla rivista Nature Cell Biology, il team, proveniente da Germania e Irlanda, spiega che le scoperte fatte sono il risultato di uno studio di oltre 8 milioni di singole cellule. Questo lavoro è stato sostenuto dal progetto MITOCHECK (“Regulation of mitosis by phosphorylation – A combined functional genomics, proteomics and chemical biology approach”) che ha ricevuto 8.578.177 euro in finanziamenti nell’ambito dell’area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologia per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ) dell’UE.

“Questo studio è il primo studio di tutto il genoma del processo di secrezione in un sistema cellulare umano,” dice il co-autore dello studio, il professor Jeremy Simpson, dell’University College di Dublino (UCD) in Irlanda.

Gli scienziati hanno da tempo riconosciuto che la secrezione è un processo essenziale per quasi tutti i tipi di cellula del corpo poiché è usato per portare ormoni nel flusso sanguigno, enzimi digestivi nell’intestino e molecole di segnalazione tra le cellule. Finora però non erano riusciti a catalogare il complesso percorso che una proteina o un lipide segue dalla produzione all’imballaggio e il trasporto attraverso la cellula fino a essere sprigionato dalla cellula.

“Gli studi precedenti sul processo di secrezione sono stati fatti rivolgendosi a un obiettivo più limitato, specifici sottogruppi di geni, o in organismi più semplici come il moscerino della frutta (Drosophila) dove molte delle proteine identificate non hanno un equivalente umano,” spiega il professor Simpson.

Questo nuovo studio cambia le cose.

“Adesso, usando uno screening ad alto contenuto, abbiamo potuto puntare su ognuno dei 22.000 geni umani e seguire il percorso di una specifica proteina, provvista di un’etichetta fluorescente, nel suo viaggio attraverso oltre 8 milioni di singole cellule,” continua il professor Simpson. “Per capire l’impatto sul corpo quando questo processo fondamentale della secrezione non funziona, dobbiamo decifrare la rete funzionale dei percorsi di traffico della membrana all’interno della cellula.”

Il team ha esaminato oltre 700.000 immagini al microscopio e ha trovato 554 proteine che influenzano la secrezione, con oltre 143 di esse che influenzano le prime fasi del percorso di secrezione o morfologia del Golgi, una struttura cellulare responsabile dell’imballaggio e dell’etichettatura delle proteine.

I percorsi di traffico della membrana collegano organelli attaccati alla membrana in una sequenza con un ordine preciso che assicura che esista il corretto completamento di proteine e lipidi all’interno della cellula al fine di mantenere l’equilibrio cellulare o omeostasi. Le proteine e i lipidi appena sintetizzati nel reticolo endoplasmatico vengono modificati quando passano lungo il percorso di secrezione attraverso l’apparato del Golgi alla superficie della cellula.

Il progetto MITOCHECK si è svolto dal 2004 al 2009 e ha riunito scienziati provenienti da Germania, Francia, Italia e Regno Unito.

Per maggiori informazioni, visitare:

UCD Conway Institute of Biomolecular & Biomedical Research:
http://www.ucd.ie/~conway

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