07:41 15 Agosto 2020
Scienza e tech
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Biologi dell’Università Statale di Mosca (MGU) congiuntamente ai colleghi della Scuola di Medicina di Harvard hanno studiato il modo in cui varia con l’età la sintesi proteica all’interno degli organi delle cavie.

Questo consente di capire uno dei meccanismi alla base del processo di invecchiamento. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Alla base dell’invecchiamento si collocano delle lesioni che con il tempo si accumulano in cellule, tessuti e organi vivi dell’organismo. La sintesi proteica è il più importante processo metabolico per il quale una cellula spende buona parte dell’energia prodotta. Interruzioni di questo processo contribuiscono a invecchiare l’organismo.

È noto che alcune interazioni responsabili del decremento dell’efficacia della sintesi proteica riescano comunque ad aumentare l’aspettativa di vita animale. Ad esempio, in mancanza di amminoacidi (quando l’animale ha fame) oppure in condizioni tali da portare alla denaturazione delle proteine, la sintesi proteica registra un calo e l’adattamento alle nuove condizioni consente all’organismo di sopravvivere in condizioni sfavorevoli.

L’allungamento dell’aspettativa di vita, reso possibile dal rallentamento della sintesi proteica, si presenta nell’organismo di alcuni animali che seguono una dieta a basso contenuto calorico o che assumono farmaci preposti a ridurre l’attività di uno dei principali regolatori della sintesi proteica, la protein-chinasi mTOR.

Gli autori hanno acclarato che con l’età nel fegato e nei reni delle cavie si verifica qualcosa di simile: le cellule che stanno invecchiando percepiscono l’accumulo di lesioni e, di conseguenza, riducono l’intensità della sintesi proteica per rimandare l’avvento di conseguenze spiacevoli.

L’obiettivo degli scienziati è stato capire il meccanismo alla base di questo processo. Sin dal 2017 gli scienziati del Centro studi di biofisica e biochimica A. N. Belozersky dell’MGU si occupano dello studio delle variazioni che si verificano con l’età in varie tipologie di organismi, dai lieviti all’uomo. Il progetto principale del laboratorio è consistito nello studio della sintesi proteica negli organi delle cavie di età diversa mediante la tecnica della profilatura ribosomiale.

“Questa tecnica all’avanguardia ha fatto la sua comparsa relativamente poco tempo fa e ha posto in essere una vera e propria rivoluzione, latrice di tutta una serie di vantaggi per lo studio della sintesi proteica”, si legge nel comunicato stampa di Sergey Dmitriev, uno degli autori dello studio, nonché ricercatore senior presso il Centro studi di biofisica e biochimica A. N. Belozersky dell’MGU e presso l'Istituto Engelhardt di biologia molecolare.

“Nella cellula proteica vengono sintetizzate speciali macchine molecolari, i ribosomi. Questi trasmettono la sequenza genica da un linguaggio di basi azotate (nel quale sono scritte le informazioni contenute nel DNA e nell’RNA) in un linguaggio di amminoacidi tipico delle proteine. La tecnica della profilatura ribosomiale consente di determinare contemporaneamente tutti i filamenti di RNA che in un preciso momento sono oggetto di trasmissione ad opera dei ribosomi nella cellula. Per fare ciò si utilizzano il sequenziamento di nuova generazione e un complesso sistema di elaborazione bioinformatica dei dati”.

L’MGU ha curato sia gli aspetti biochimici sia quelli informatici dello studio affidandosi, tra l’altro, all’esperienza dei colleghi americani.

Aleksandra Anisimova, formatasi alla facoltà di bioinformatica e bioingegneria dell’MGU, nonché prima autrice dello studio, spiega: “Grazie all’esperienza unica acquisita presso il Laboratorio Vadim Gadyshev di Boston, siamo riusciti ad applicare la tecnica della profilatura ribosomiale a 2 organi, il fegato e i reni, di cavie di età fra loro diversa. Questo ha consentito di caratterizzare nel dettaglio le variazioni di espressività dei geni a livello di sintesi proteica durante l’invecchiamento. Abbiamo rilevato variazioni nella sintesi di componenti di molti importanti processi, fra cui quelli legati al sistema immunitario, l’infiammazione, la matrice extracellulare e il metabolismo dei lipidi. Ma lo studio più importante che abbiamo curato riguarda la riduzione dei ritmi di elaborazione dei componenti stessi dell’apparato che garantisce la sintesi proteica, ossia le proteine ribosomiali”.

“I risultati ottenuti contribuiscono alla comprensione dei meccanismi fondamentali alla base dei processi di invecchiamento. Al contempo stiamo capendo molti aspetti nuovi riguardo ai meccanismi molecolari della sintesi proteica”, osserva uno dei responsabili dello studio, il professor Vadim Gadyshev.

Al momento gli scienziati continuano con lo studio per cerca di appurare quali fattori portino all’aumento dell’aspettativa di vita.

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