I granuli di oskar RNP devono essere allo stato solido affinché l'embrione di Drosophila si sviluppi correttamente (a sinistra). Se i granuli sono allo stato liquido, i modelli di sviluppo previsti sono disturbati (a destra). Crediti:Isabel Romero Calvo / EMBL
I ricercatori dell'EMBL Heidelberg hanno dimostrato che il passaggio da liquido a solido è importante per la funzione degli organelli privi di membrana.
Il termine "transizione di fase" potrebbe inizialmente evocare immagini di scioglimento del ghiaccio o condensazione del vapore acqueo su un vetro freddo. In biologia, la transizione di fase gioca un ruolo in processi come la formazione del doppio strato lipidico o la de-miscelazione spontanea delle goccioline proteiche. In un recente articolo pubblicato su Cell , i gruppi Ephrussi e Mahamid dell'EMBL Heidelberg hanno ora mostrato come le transizioni di fase nelle goccioline di proteina-RNA possono influenzare la loro funzione biologica.
Per regolare le numerose funzioni cellulari all'interno di un organismo, i processi biochimici all'interno delle singole cellule devono essere regolati con precisione nel tempo e nello spazio. Mentre gli organelli come il nucleo o il reticolo endoplasmatico sono racchiusi da membrane e quindi separano fisicamente alcune reazioni e processi da altri, lo spazio cellulare contiene anche una classe diversa di organelli senza membrane, chiamati condensati. Come le loro controparti legate alla membrana, i condensati controllano funzioni specifiche all'interno di una cellula.
Nel loro ultimo studio, gli scienziati dell'EMBL si sono concentrati su uno specifico mRNA, oskar, e sul suo ruolo nello sviluppo dell'embrione nell'organismo modello Drosophila melanogaster (moscerino della frutta). Nell'uovo di mosca della frutta in via di sviluppo, l'mRNA di oskar deve localizzarsi in una posizione specifica all'interno della cellula per gettare le basi per lo sviluppo del futuro embrione. oskar mRNA si trova nei granuli di ribonucleoproteina (RNP) che contengono proteine legate all'RNA. Questi sono un esempio di condensati senza membrana. Ciò che i ricercatori dell'EMBL sono stati ora in grado di dimostrare è che questi granuli hanno proprietà solide nell'uovo di mosca della frutta in via di sviluppo.
"I condensati sono generalmente considerati liquidi. Ma abbiamo scoperto che uno stato solido dei granuli di oskar RNP è cruciale per la localizzazione e la funzione dell'mRNA di oskar", ha spiegato Mainak Bose, post-dottorato nei gruppi Ephrussi e Mahamid e primo autore dello studio. "Quando abbiamo modificato geneticamente i granuli negli ovociti di Drosophila in modo che fossero simili a liquidi, si è verificata una moltitudine di difetti negli embrioni in via di sviluppo".
These findings demonstrate the importance of the physical properties of condensates for their physiological functions, something that was until now believed to be governed by their biochemical properties alone. "Our work highlights how interactions and properties at the molecular level govern the biophysical properties and functions of condensates on the cellular and even organismal scale," concluded Bose. + Esplora ulteriormente
