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    Un ricercatore al lavoro al centro di ricerca MIFI di Mosca

    Scoperta di biofisici russi contribuirà a trovare una cura per migliaia di malattie

    © Sputnik. Istituto di ricerca MIFI
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    Scienziati provenienti da Russia, Germania e Francia hanno messo a punto una tecnica che permette di cristallizzare ordinatamente le proteine e studiare la loro struttura in forma "di lavoro", dando così l'opportunità di trovare una cura a migliaia di malattie associate a "errori di battitura" nella loro struttura.

    Lo si legge in un articolo pubblicato sulla rivista ACS Crystal Growth & design.

    "Ci auguriamo che questo approccio per la cristallizzazione, analizzato nel nostro lavoro su una particolare proteina, si possa generalizzare per tutte le proteine di membrana. Combinando la cristallizzazione nei nanodischi con i moderni metodi di cristallizzazione e con i test funzionali, gli scienziati di tutto il mondo potranno comprendere meglio il legame tra la struttura e le funzioni delle molecole necessarie per il normale funzionamento del nostro organismo", — racconta Mikhail Nikolaev dell'Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca.

    Il DNA umano contiene circa 20mila geni che portano le istruzioni per il montaggio di diverse molecole proteiche. Molte di queste proteine hanno una complessa struttura tridimensionale, la cui "sequenza di lettere" nel DNA non può essere ripristinata dagli scienziati. Per questo motivo il loro ruolo nella vita e nei meccanismi delle cellule deve essere scoperto dai biologi, attraendo singole molecole proteiche, congelandole e illuminandole con potenti acceleratori di energia e laser a raggi x.

    Il problema è che molte proteine vitali con il compito di trasmettere segnali tra le cellule e scambiare le sostanze sono integrate nella membrana, dove sono estremamente difficili da rimuovere senza danneggiare la struttura. Per questo motivo gli scienziati ora utilizzano nanodischi speciali che imitano la membrana cellulare per l'assemblaggio di proteine e studiano come interagiscono con molecole diverse.

    Tali nanostrutture, come riporta l'ufficio stampa dell'ateneo moscovita, di solito sono troppo grandi affinchè le proteine possano essere osservate al loro interno con i raggi X. Pertanto i biologi generalmente fanno ricorso ad uno stratagemma: usano una speciale "bolla di sapone" — molecole e detergenti — per estrarre la proteina di una membrana artificiale prima del congelamento.

    Come raccontato da Nikolaev, questa operazione non sempre si svolge senza problemi per la proteina: a volte la "bolla di sapone" stabilizza la proteina in una configurazione non corretta, interferendo con la determinazione del suo ruolo tridimensionale reale dal momento che la struttura di una proteina influenza la sua funzione.

    Gli scienziati dell'università moscovita ed i centri di ricerca stranieri hanno creato un nuovo metodo di fabbricazione di questi dischi, grazie al quale gradualmente si dissolvono durante il processo di cristallizzazione. I cristalli ottenuti in questo modo non sono da meno rispetto alle "bolle di sapone" concorrenti, ma allo stesso tempo la molecola della proteina rimane nel suo stato funzionale.

    Gli scienziati hanno verificato il lavoro di questa tecnica dopo aver congelato e studiato la struttura di una proteina ben nota: la batteriorodopsina, un pigmento fotosensibile presente nelle pareti cellulari di alcuni batteri. Questo materiale cattura l'energia luminosa e la usa per pompare protoni attraverso la membrana dei microbi, estraendo energia dal processo.

    La qualità della fotografia ottenuta in questo modo era simile a quella che sarebbe potuta essere ricavata con altre tecniche di "congelamento", confermando così la bontà dell'idea degli scienziati russi.

    Come osservato dai ricercatori, al momento conosciamo le strutture di solo il 3% delle proteine di membrana di 7mila molecole di questo tipo, e la creazione di un nuovo metodo di analisi, sperano Nikolaev e i suoi colleghi, contribuirà ad accelerare il processo di ricerca e scoperta di farmaci per le malattie legate con il cattivo funzionamento delle membrane cellulari.

    Tags:
    Salute, Medicina, Scienza e Tecnica, Germania, Francia, Russia
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