Un team di ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha scoperto come minuscole proteine ​​all’interno delle cellule generano la forza necessaria per camminare. La scoperta potrebbe portare a nuovi modi per trattare le malattie che influenzano il movimento cellulare, come il cancro e i disturbi immunitari.

Le proteine, chiamate miosine, sono proteine ​​motrici che convertono l'energia chimica in energia meccanica. Lo fanno legandosi ai filamenti di actina, che sono fibre lunghe e sottili che formano il citoscheletro delle cellule. Quando le miosine si legano all’actina, subiscono un cambiamento conformazionale che le porta ad attirare verso di sé il filamento di actina. Questo genera la forza che consente alle cellule di muoversi.

Il team del MIT, guidato dal professore di ingegneria meccanica James Spudich, ha utilizzato una combinazione di tecniche sperimentali e computazionali per studiare come le miosine generano forza. Hanno scoperto che la forza è generata da una piccola regione caricata positivamente della testa della miosina. Questa regione interagisce con i residui caricati negativamente sul filamento di actina, creando un'attrazione elettrostatica che attira il filamento di actina verso la miosina.

Il team ha inoltre scoperto che la forza generata dalle miosine è regolata da una piccola proteina chiamata calmodulina. La calmodulina si lega alla miosina e ne modifica la conformazione, il che influisce sulla forza dell'interazione elettrostatica tra miosina e actina. Ciò consente alle cellule di controllare la forza generata dalle miosine e di ottimizzare il loro movimento.

Le scoperte del team del MIT potrebbero portare a nuovi modi per trattare le malattie che influenzano il movimento cellulare. Ad esempio, i farmaci che mirano all’interazione elettrostatica tra miosina e actina potrebbero essere utilizzati per inibire il movimento cellulare nelle cellule tumorali o nelle cellule immunitarie che attaccano i tessuti sani. Al contrario, i farmaci che migliorano l’interazione elettrostatica tra miosina e actina potrebbero essere utilizzati per migliorare il movimento cellulare in malattie come la distrofia muscolare.

"I nostri risultati forniscono una nuova comprensione di come le miosine generano forza", afferma Spudich. "Questa conoscenza potrebbe portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie che influenzano il movimento cellulare".

I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Structural &Molecular Biology.