Il nucleo cellulare, il centro di controllo della cellula, è racchiuso all'interno di una struttura a doppia membrana chiamata involucro nucleare. Questo involucro salvaguarda il materiale genetico della cellula e svolge un ruolo cruciale in vari processi cellulari. Tuttavia, possono verificarsi danni all’involucro nucleare a causa di stress meccanico, tossine o malattie, con conseguenze potenzialmente catastrofiche per la cellula.
Per affrontare questa sfida, le cellule possiedono un notevole meccanismo di autoriparazione che consente all’involucro nucleare danneggiato di richiudersi e ripristinare la sua integrità. Gli scienziati hanno ora identificato i principali attori molecolari coinvolti in questo processo di riparazione.
Il gruppo di ricerca, guidato da scienziati dell’Istituto di Medicina Molecolare e del Dipartimento di Biomedicina dell’Università di Basilea in Svizzera, ha utilizzato una combinazione di tecniche di imaging avanzate, test biochimici ed esperimenti di ingegneria genetica per studiare in dettaglio il processo di riparazione dell’involucro nucleare. .
I loro risultati hanno rivelato che la risigillazione delle rotture dell’involucro nucleare prevede diverse fasi:
Fusione rapida della membrana: In caso di danneggiamento, i due strati dell'involucro nucleare si fondono rapidamente insieme, impedendo la fuoriuscita del contenuto nucleare.
Reclutamento di proteine riparatrici: Proteine specializzate, come ESCRT-III, vengono reclutate nel sito danneggiato, dove aiutano a stabilizzare la membrana fusa e ad avviare la riparazione.
Rimodellamento della membrana: La membrana danneggiata subisce un significativo rimodellamento, che comporta l'aggiunta e la rimozione di lipidi e proteine, per ripristinarne l'integrità strutturale e la funzionalità.
Riforma dei complessi dei pori nucleari: Vengono ristabiliti i complessi dei pori nucleari, strutture che consentono lo scambio di materiali tra il nucleo e il citoplasma, garantendo la ripresa delle normali funzioni cellulari.
I ricercatori hanno sottolineato l'importanza del complesso proteico ESCRT-III nel processo di riparazione. ESCRT-III, tipicamente coinvolto in processi cellulari come il rimodellamento e il traffico delle membrane, svolge un duplice ruolo nella riparazione dell'involucro nucleare. Non solo stabilizza la membrana fusa, ma recluta anche altri fattori di riparazione essenziali nel sito danneggiato.
Comprendere i meccanismi molecolari alla base della riparazione dell'involucro nucleare è fondamentale per diversi motivi. Fornisce informazioni sulla resilienza della cellula e sulla capacità di resistere a vari fattori di stress. Inoltre, apre nuove strade per esplorare potenziali interventi terapeutici per malattie e condizioni caratterizzate da difetti dell’involucro nucleare, come alcuni disturbi neurodegenerativi e le distrofie muscolari.
I risultati, pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica “Molecular Cell”, rappresentano un significativo passo avanti nella nostra comprensione della riparazione dell’involucro nucleare e delle sue implicazioni per la salute e le malattie cellulari. Ulteriori ricerche in questo campo sono promettenti per lo sviluppo di nuove terapie che mirano ai percorsi di riparazione dell’involucro nucleare e migliorano la resilienza cellulare.
