Uno studio pubblicato oggi offre una nuova comprensione del complesso meccanismo cellulare che le cellule animali e fungine utilizzano per garantire la normale divisione cellulare, e gli scienziati dicono che un giorno potrebbe portare a nuovi approcci terapeutici per alcuni tipi di cancro.

La ricerca ha rivelato un comportamento totalmente inaspettato su una proteina "motrice" che funziona come i cromosomi vengono segregati durante la divisione cellulare. I risultati sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

Il lavoro è stato condotto da Weihong Qiu, un assistente professore di fisica presso il College of Science dell'Oregon State University, in collaborazione con ricercatori della Henan University in Cina e della Uniformed Services University of the Health Sciences nel Maryland.

Le proteine ​​motorie sono minuscole macchine molecolari che convertono l'energia chimica in lavoro meccanico. Sono i "veicoli" in miniatura di una cellula, e si muovono su una rete di binari comunemente chiamata citoscheletro. Spostano i carichi cellulari tra le posizioni e generano forze per posizionare i cromosomi. Ma nonostante gli intensi sforzi di ricerca per molti anni, i meccanismi alla base delle azioni di molte proteine ​​motorie non sono ancora chiari.

In questo studio, i ricercatori si sono concentrati su una particolare proteina motoria, chiamato KlpA, e ha utilizzato un metodo di microscopia ottica ad alta sensibilità per seguire direttamente il movimento delle singole molecole di KlpA sulla pista del citoscheletro. Hanno scoperto che KlpA è in grado di muoversi in direzioni opposte, una scoperta insolita. Si pensa che le proteine ​​motorie simili a KlpA siano esclusivamente veicoli unidirezionali.

I ricercatori hanno anche scoperto che KlpA contiene un componente simile a un ingranaggio che gli consente di cambiare direzione di movimento. Ciò gli consente di localizzarsi in diverse regioni all'interno della cellula in modo che possa aiutare a garantire che i cromosomi siano adeguatamente divisi per la normale divisione cellulare.

"Nel passato, Si pensava che le proteine ​​​​motorie simili a KlpA fossero in gran parte ridondanti, e di conseguenza non sono stati studiati molto, " disse Qi.

"Sta diventando chiaro che i motori simili a KlpA negli esseri umani sono cruciali per la proliferazione e la sopravvivenza delle cellule tumorali. I nostri risultati aiutano a comprendere meglio altre proteine ​​​​del motore simili a KlpA, comprese quelle umane, che alla fine potrebbe portare a nuovi approcci al trattamento del cancro".

Qiu e colleghi si dicono entusiasti della loro ricerca futura, che potrebbe svelare il principio progettuale a livello atomico che permette a KlpA di muoversi in direzioni opposte. E potrebbero esserci altre applicazioni.

"KlpA è un'affascinante proteina motoria perché è la prima del suo genere a dimostrare il movimento bidirezionale, " Ha detto Qiu. "Ci fornisce un'opportunità d'oro per imparare da Madre Natura le regole che possiamo usare per progettare dispositivi di trasporto basati su proteine ​​​​motrici. Si spera in un prossimo futuro, potremmo progettare la robotica basata sulle proteine ​​del motore per la somministrazione di farmaci in un modo più preciso e controllabile".