L'assemblaggio di una particella volta su un poliribosoma. A sinistra è mostrato l'inizio del processo in cui quattro dimeri proteici sono riuniti sul poliribosoma. Nella metà centrale della volta è stata formata e a destra la volta completata si stacca dal poliribosoma.
(Phys.org) —Negli anni '80, il professor Leonard Rome e la sua collega allora post-dottorato Nancy Kedersha hanno fatto un passo avanti nella biologia cellulare quando hanno scoperto le volte, nanoparticelle naturali - di dimensioni misurate in nanometri (1 nanometro =1 miliardesimo di metro) - che sono composte principalmente da proteine e sono migliaia all'interno di ogni cellula del corpo.
Nei decenni successivi, Il team di Roma ha scoperto come formare volte in laboratorio utilizzando le proteine di cui sono costituiti. Mentre le volte naturali contengono altri elementi, La squadra della Roma ne ha costruite di vuote, che alla fine ha permesso loro di perseguire l'idea di inserire molecole di farmaci nei caveau. Questi potrebbero poi essere messi nel siero, iniettato nei pazienti, e diretti a cellule specifiche dove rilasciano i farmaci. Così, i caveau vengono sviluppati come un sistema di somministrazione di farmaci altamente accurato che viene commercializzato.
Ma una domanda a cui Rome e il suo team non potevano rispondere era come si formassero originariamente le volte naturali all'interno delle cellule. Ora Rome e i suoi collaboratori al California NanoSystems Institute dell'UCLA sembrano aver risolto il mistero.
In uno studio pubblicato oggi online sulla rivista ACS Nano , la squadra della Roma, guidato dal primo autore e studioso postdottorato Jan Mrazek, riportano dati che suggeriscono che i poliribosomi, piccole macchine molecolari che leggono informazioni genetiche e formano proteine all'interno delle cellule, funzionano come stampanti 3D per creare e collegare insieme proteine e formarle correttamente in volte. (Guarda una breve spiegazione animata di come funziona.)
"Questa idea ha bisogno di ulteriori ricerche e conferme, ma è un modello molto elegante e siamo convinti che spieghi come si formano le volte, " disse Roma, che è direttore associato del California NanoSystems Institute. "Se il modello è corretto, rivela qualcosa di nuovo sulla biologia cellulare:questo poliribosoma noto da 50 anni ha una funzione finora sconosciuta. Vale a dire, orchestra l'assemblaggio di complessi macromolecolari come volte, e altre strutture in una cellula che sono fatte di più proteine."
Mrazek ha affermato che questa possibile funzione dei poliribosomi può anche fornire una nuova comprensione dell'aggregazione proteica, che è un agglomerato di proteine deformate che si verifica in malattie come l'Alzheimer, Parkinson e Lou Gehrig.
"Se una proteina non è prodotta correttamente, è possibile che queste deformità possano alterare l'assemblaggio guidato delle macromolecole da parte dei poliribosomi, " ha detto Mrazek. "Una volta capito che c'è una macchina nella cellula che dirige la formazione di questi complessi macromolecolari, puoi vedere dove le cose potrebbero andare storte con quella macchina. Studiando la nanotecnologia abbiamo rivelato qualcosa di sconosciuto sulla biologia cellulare di base che potrebbe avere implicazioni più ampie".
