La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Communications, si concentra specificamente su una proteina scramblasi denominata TMEM16F.
"Capire come funzionano gli scramblase è di grande rilevanza medica", ha affermato Gustavo Vasquez, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Fisica dell'Illinois e autore principale dello studio. "L'attività anomala o la regolazione degli scramblas è stata collegata a diverse condizioni mediche, tra cui disturbi neurologici, distrofie muscolari e persino alcuni tipi di cancro".
Le scramblasi risiedono nella membrana cellulare e funzionano per mantenerne l'equilibrio. Lo fanno spostando i lipidi (acidi grassi) da un lato all'altro della membrana. Questa azione aiuta nella riparazione delle membrane danneggiate.
"Quello che abbiamo scoperto è che gli scramblase generano pori della membrana abbastanza grandi da consentire il passaggio dell'intero gruppo lipidico", ha detto Vasquez. "In effetti, siamo stati in grado di dimostrare che la maggior parte dei lipidi viene capovolta da questo meccanismo."
I ricercatori hanno utilizzato una tecnica nota come "trasferimento di energia per risonanza Förster" o FRET, per misurare i cambiamenti nella distanza tra due coloranti fluorescenti attaccati ai lati opposti della membrana.
"Utilizzando questa tecnica, abbiamo potuto vedere che la membrana si stava espandendo e contraendo", ha detto Leonid Chernomordik, professore di fisica all'Illinois e coautore dello studio. "Questo cambiamento nella forma della membrana non è stato casuale, ma piuttosto ha seguito uno schema specifico."
I ricercatori ritengono che la scramblasi funzioni in modo cooperativo, con più proteine che lavorano insieme per generare i pori della membrana.
"È probabile che le proteine scramblasi si auto-assemblano in un complesso più grande che agisce come una macchina per capovolgere i lipidi", ha detto Vasquez. "Questa scoperta ha importanti implicazioni per la progettazione di farmaci che prendono di mira gli scramblas, poiché suggerisce che i farmaci che prendono di mira l'assemblaggio del complesso potrebbero essere più efficaci di quelli che prendono di mira le singole proteine."
I ricercatori stanno ora lavorando per comprendere la struttura molecolare del complesso scramblasi e come interagisce con la membrana cellulare.
"Questo lavoro sta fornendo una solida base per comprendere come funzionano queste importanti proteine e come la loro attività può essere controllata", ha detto Chernomordik.
