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Come funziona la proteina prionica

ottobre 17th, 2016  |  Published in Scienza

proteina prionicaSono due i nuovi studi coordinati dalla SISSA che svelano dettagli importanti sulla funzione fisiologica della proteina prionica, la forma non patologica del famigerato prione, la proteina degenerata che provoca, fra le altre cose, la “malattia della mucca pazza”. Secondo le nuove osservazioni la proteina nella sua forma fisiologica svolge un’importante funzione di promozione della crescita dei neuriti, le proiezioni dei neuroni lungo le quali viaggia il segnale nervoso. II due studi si completano idealmente fornendo, uno, pubblicato sul Journal of Cell Science, una visione di insieme e l’altro, pubblicato sul Journal of Biological Chemistry, un focus su un particolare stadio del processo, con una completezza e un dettaglio che finora erano mancati.

È una proteina con due facce diametralmente opposte: tristemente nota nella sua forma “degenerata”, il prione che provoca malattie neurodegenerative gravi e incurabili come la “mucca pazza” nei bovini e la sindrome di Creutzfeldt-Jakob negli esseri umani, nella sua forma fisiologica la proteina prionica (PrPC) svolge invece una funzione vitale per il cervello. La sua azione positiva però fino a oggi non era mai stata definita con chiarezza. Due nuovi studi, entrambi coordinati da Giuseppe Legname, professore della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste, offrono finalmente una descrizione dettagliata dei meccanismi biochimici con cui questa proteina stimola e guida la crescita dei neuriti, le proiezioni (assoni e dendriti) della membrana del neuroni così importanti per la trasmissione del segnale nervoso.

Il primo, uno studio ampio e strutturato, è stato appena pubblicato sul Journal of Cell Science. “In questo lavoro, che abbiamo svolto in collaborazione con l’Optical Manipulation Lab (CNR- IOM, Trieste), abbiamo usato una tecnica innovativa che ci ha permesso di osservare da vicino l’interazione fra PrPC e i neuriti in fase di crescita”.  La metodologia, sviluppata da Dan Cojoc, ricercatore SISSA/CNR-IOM,  prevedeva l’inserzione delle proteine PrP all’interno di micro vescicole che venivano poi poste con precisione, con delle pinzette ottiche, in vicinanza dei coni di crescita di neuroni ippocampali. I coni di crescita sono porzioni “attive” della membrana del neurone dove si svolge la crescita del neurite. Una volta posizionate, le vescicole venivano “aperte” mediate brevi lampi di luce UV, così che la proteina venisse rilasciata in prossimità del cono di crescita.

“Con questa tecnica di precisione abbiamo potuto osservare la reazione del cono di crescita a basse concentrazioni di proteina prionica. Negli esperimenti la presenza di PrPC provocava il rapido accrescimento dei neuriti e il posizionamento del cono di crescita in direzione della massima concentrazione di proteina prionica,” spiega Legname. “In fasi successive dello stesso lavoro abbiamo inoltre osservato che PrPC, quando anziché essere libera e disciolta nel mezzo extracellulare è ancorata alla membrana cellulare, funziona come un recettore che si lega ad altre proteine prioniche libere, che possono partecipare a processi biochimici diversi”.

Quando una molecola interagisce selettivamente con molecole a lei identiche, come in questo caso, si parla di interazione “omofilica”. “In questo studio abbiamo osservato anche che sono proprio queste interazioni omofiliche a guidare il processo di crescita dei neuriti, attraverso l’intervento di particolari molecole, chiamate molecole di adesione delle cellule neurali (NCAM)” continua Legname.

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