Ogni cellula del corpo è costituita da un numero di minuscole subunità membranose sigillate chiamate organelli, e inviano cose come i lipidi avanti e indietro per consentire alla cellula di funzionare. Un processo chiamato tethering della membrana è responsabile di colmare il divario tra gli organelli in una zona subcellulare specializzata chiamata siti di contatto della membrana e, Ora, i ricercatori hanno un modo per manipolare questo tethering.

"Per la prima volta, siamo in grado di costruire ponti di diversa lunghezza nelle cellule viventi per connettere compartimenti subcellulari con grande controllo temporale e spaziale, " disse Yubin Zhou, dottorato di ricerca, professore associato presso il Texas A&M Institute of Biosciences and Technology e ricercatore principale su questo lavoro, che era la storia di copertina di questa settimana nel diario Scienze chimiche .

Il metodo di Zhou, una variante che ha usato in precedenti ricerche per controllare le cellule immunitarie, si chiama optogenetica, e implica l'uso della luce per controllare la funzione delle proteine. In questo caso, le proteine ​​sono gli elementi costitutivi del ponte tra gli organelli, e la lunghezza di quel ponte, anche se la differenza è solo in nanometri, può influenzare la funzione della cellula perché è sul ponte che gli organelli si scambiano elementi costitutivi critici come i lipidi e inviano messaggeri come gli ioni calcio.

Quando questo processo viene interrotto, ci possono essere conseguenze devastanti come la morte cellulare e la disfunzione metabolica. "Gli strumenti optogenetici sviluppati nello studio potrebbero essere molto promettenti per salvare queste condizioni dannose con un semplice impulso di luce, " Zhou ha detto. "L'impatto potenziale è probabile che sia ampio e profondo, in quanto consente l'utilizzo di luce non invasiva, per la prima volta, studiare e manipolare queste strutture subcellulari che sono considerate una delle più impegnative e sfuggenti nelle cellule dei mammiferi".

Sebbene questo lavoro iniziale si sia concentrato sulla connessione tra la membrana plasmatica della cellula e un organello chiamato reticolo endoplasmatico, il lavoro futuro sarà ampliato ad altri luoghi di connessione, come tra il reticolo endoplasmatico e i mitocondri.

"Questi strumenti forniranno agli scienziati potenziali non sfruttati per ricablare convenientemente la segnalazione cellulare, controllare le associazioni proteina-lipidi, perturbare la comunicazione intracellulare tra gli organelli e modificare il movimento e il comportamento delle proteine ​​incorporate nelle membrane biologiche, " Zhou ha detto. "Si apre incalcolabili nuove aree di ricerca, e crediamo che questo lavoro potrebbe avere ampie implicazioni per più discipline".