Nel preludio al cancro, le mutazioni genetiche possono talvolta portare alla formazione di proteine ​​chimeriche costituite da parti di due proteine ​​diverse che di solito sono separate.

Un nuovo documento di revisione esamina la scienza più recente su una certa classe di queste "proteine ​​​​di oncofusione" legate al cancro, concentrandosi su quelle proteine ​​​​di oncofusione che possono formare goccioline simili a liquidi chiamate "condensati ectopici" nelle cellule.

L'articolo è stato pubblicato il 25 aprile su Trends in Cell Biology dai ricercatori dell'Università di Buffalo Richoo B. Davis, Mahdi Muhammad Moosa e Priya R. Banerjee, tutti nel Dipartimento di Fisica dell'UB College of Arts and Sciences. Banerjee, Ph.D., è un assistente professore di fisica e Davis, Ph.D., e Moosa, Ph.D., sono associati post-dottorato nel Banerjee Lab.

Negli esperimenti di laboratorio, i condensati ectopici emergono quando parte di una proteina che normalmente forma goccioline viene fusa con parte di un'altra proteina che si trova solitamente in una posizione diversa all'interno di una cellula. La proteina chimerica risultante conserva alcune funzioni di entrambe le proteine ​​originali ed è in grado di formare goccioline nel posto "sbagliato" all'interno delle cellule, afferma Moosa.

Le goccioline proteiche, note anche come "organi senza membrana", possono fungere da fulcro dell'attività biochimica, quindi le goccioline fuori posto con funzioni aberranti sono interessanti da indagare, affermano i ricercatori.

"Un pubblico importante per la nostra revisione sono i ricercatori sul cancro", afferma Moosa. "I biofisici che studiano i condensati biomolecolari potrebbero già avere familiarità con questi concetti, ma volevamo raggiungere e condividere queste informazioni con i ricercatori di biologia del cancro che stanno lavorando direttamente con i campioni dei pazienti."

Davis osserva che i condensati ectopici potrebbero offrire un bersaglio attraente per la terapia del cancro, ma che sono necessarie ulteriori ricerche per capire meglio come queste proteine ​​chimeriche operano nel loro stato naturale e come possono ricablare la trascrizione genica che porta allo sviluppo del cancro:"La cellula è un sistema molto complesso", dice. "Abbiamo bisogno di strumenti migliori per studiare i condensati proteici nelle loro condizioni native e i nostri studi futuri si concentreranno su questo."

Nell'articolo di revisione, gli autori riassumono i risultati emergenti da molteplici lavori pubblicati di recente da diversi gruppi di ricerca, incluso uno studio del 2021 che hanno completato insieme a Taranpreet Kaur, un recente dottorato di ricerca in fisica della UB. laureato.

Quell'articolo precedente, apparso in un numero speciale della rivista Protein Science su "Biophysics of Biomolecular Condensates", incentrato su una proteina di oncofusione della famiglia FET ed era intitolato "I condensati di proteine ​​​​di oncofusione FUS reclutano il rimodellatore della cromatina mSWI / SNF tramite interazioni eterotipiche tra domini simili a prioni". Il team ha mostrato come questi condensati proteici ectopici possono reclutare macchine molecolari chiave per modificare l'equilibrio della regolazione genica.

"La scoperta della separazione di fase delle proteine ​​ha cambiato la nostra visione di come le cellule organizzano il loro spazio interno", afferma Banerjee. "Man mano che emergono sempre più ricerche in questo entusiasmante campo, stiamo imparando il ruolo delle goccioline proteiche nei processi biologici chiave come la regolazione genica e il loro ruolo nelle malattie umane mortali. Sulla base dei dati emergenti da diversi laboratori, sospettiamo che un sottoinsieme di proteine ​​di fusione legate al cancro possono formare nuovi tipi di condensati, che le cellule normali non possiedono."

"Lo studio delle proteine ​​di fusione presenti in natura e dei loro condensati con nuove funzioni biologiche non sono importanti solo dal punto di vista della biologia del cancro, ma anche dal punto di vista dell'ingegneria proteica, poiché l'apprendimento del funzionamento di queste proteine ​​di fusione fornirà nuove opportunità per creare proteine ​​artificiali con nuove applicazioni nelle scienze biomediche", aggiunge Banerjee.