Goccioline lipidiche:sono state a lungo considerate semplicemente come le macchie informi di grasso di cui sono state fatte le ruote di scorta e le coperture dei muffin. Ma in questi giorni, sono "un'area di ricerca molto calda, "dice Michael Welte, professore e cattedra di biologia presso l'Università di Rochester.

Ciò è in parte dovuto al fatto che è stato scoperto che le goccioline lipidiche svolgono ruoli critici nei cicli di vita di alcune proteine ​​coinvolte nell'espressione genica. Ora, uno studio di Welte e dei suoi colleghi, pubblicato sulla rivista eLife , descrive come le goccioline lipidiche regolano queste proteine. La ricerca ha implicazioni per capire cosa aiuta gli embrioni a sopravvivere e potrebbe portarci a riconsiderare il modo in cui guardiamo alle malattie legate ai lipidi come l'obesità.

Oltre l'accumulo di grasso

potresti non saperlo, ma ogni volta che mangi formaggio, gelato, o yogurt, stai anche ingerendo microscopiche goccioline lipidiche.

"Le cellule della ghiandola mammaria che producono il latte producono molte goccioline lipidiche e poi le secernono, " dice Welte. "Qualsiasi prodotto lattiero-caseario o animale che consumiamo è pieno di goccioline lipidiche".

Le goccioline lipidiche svolgono funzioni in varie parti del corpo umano:nel fegato, immagazzinano vitamina A; nella retina dell'occhio, aiutano a immagazzinare il pigmento che le cellule usano per riconoscere la luce. Sono anche nelle ghiandole sebacee, che rendono il materiale oleoso che copre i nostri capelli e la pelle.

Ma le goccioline lipidiche non sono solo depositi di grasso. Secondo Welte, una recente ricerca ha scoperto che le goccioline lipidiche hanno tre funzioni principali oltre ai loro ruoli nell'accumulo di grasso:

1. Maturazione:alcune proteine, quando vengono realizzati per la prima volta, hanno bisogno di goccioline lipidiche per raggiungere la loro forma matura.
2. Scomposizione:le goccioline lipidiche tengono lontane alcune proteine ​​quando le proteine ​​sono danneggiate o obsolete ma non sono ancora state distrutte.
3. Stoccaggio:le goccioline lipidiche fungono da unità di stoccaggio per varie proteine, quindi le proteine ​​vengono sequestrate fino a quando non sono necessarie altrove nella cellula.

"Pacemaker" per gli istoni

L'attuale ricerca di Welte utilizza embrioni di moscerino della frutta per studiare come le goccioline lipidiche influenzino un particolare insieme di proteine ​​chiamate istoni. Gli istoni sono presenti in molti organismi, dal lievito ai moscerini della frutta all'uomo, e sono responsabili dell'avvolgimento di lunghi filamenti di DNA in modo che il DNA si adatti al nucleo di una cellula. Gli embrioni dei moscerini della frutta sono ideali da studiare perché duplicano il loro DNA ogni 10 minuti circa, e, di conseguenza, necessitano di grandi quantità di istoni.

Gli istoni sono essenziali per la vita per la maggior parte degli organismi "perché controllano tutto nel nucleo e impacchettano il DNA per regolare l'espressione genica, " Welte dice. "Se abbiamo la quantità sbagliata di istoni - troppi o troppo pochi - ci saranno difetti diffusi".

Se ci sono troppo pochi istoni, potrebbero essere espressi geni che non dovrebbero essere. Troppi istoni possono causare problemi alle cellule di dividere i loro cromosomi.

Welte ha scoperto che le goccioline lipidiche svolgono un ruolo importante nella regolazione di un particolare istone chiamato H2Av. Una mosca madre produce enormi quantità di istoni, che vengono poi trasferiti alle sue uova in modo che il DNA di un embrione possa essere impacchettato mentre l'embrione si sviluppa e produce più cellule. Agendo come pacemaker, le goccioline lipidiche regolano la velocità con cui l'H2Av entra nel nucleo di una cellula immagazzinando l'H2Av fino a quando il nucleo non ne ha bisogno.

I ricercatori hanno utilizzato una microscopia sofisticata per osservare esattamente come le goccioline lipidiche tengono fuori H2Av. Welte e i suoi colleghi hanno scoperto, con loro sorpresa, che la funzione di memorizzazione non è statica:gli istoni non rimangono sempre sulle goccioline. Anziché, le molecole di H2Av vengono costantemente rimescolate avanti e indietro tra le goccioline lipidiche. Lo scambio permette all'embrione del moscerino della frutta di avere sempre a disposizione H2Av libero da trasportare nel nucleo cellulare, ma allo stesso tempo mantiene bassa la concentrazione di H2Av libero in modo che venga trasportato al nucleo a un ritmo più lento, un ritmo più sincronizzato con la velocità della sintesi del DNA.

I ricercatori hanno anche dimostrato che la funzione di regolazione viene disattivata nell'embrione del moscerino della frutta una volta che l'embrione raggiunge uno stadio particolare, indicando che le cellule possono controllare quando impiegare la funzione di gestione delle proteine ​​delle goccioline lipidiche.

Sopravvivenza degli embrioni e malattie legate ai lipidi

L'identificazione di queste funzioni delle goccioline lipidiche offre ai ricercatori maggiori informazioni su come si sviluppano e sopravvivono gli embrioni:senza le goccioline lipidiche che regolano l'H2Av, gli embrioni possono essere compromessi.

Ciò che ora sappiamo sulle varie funzioni delle goccioline lipidiche significa anche che i ricercatori devono considerare questi fattori quando esaminano gli effetti dell'obesità. Le goccioline lipidiche sono disfunzionali in stati patologici come l'obesità (troppe goccioline lipidiche) o le lipodistrofie (troppe poche goccioline lipidiche), dice Welte. "La causa di queste malattie - troppo o troppo poco grasso - ha a che fare con la quantità di lipidi che hai. Il nostro lavoro suggerisce che quando si osservano questi stati patologici, le persone hanno anche bisogno di guardare cosa succede alle proteine, perché queste goccioline di lipidi hanno questa seconda funzione oltre a gestire il grasso".