23:33 29 Settembre 2020
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Scienziati dell'Università statale di Mosca M.V. Lomonosov e dell'Università Federale di Kazan (Tatarstan), hanno studiato la struttura e la funzione della proteina telomerasi Est3, un enzima che permettere alle cellule di rigenerarsi illimitatamente e che potrebbe diventare un bersaglio per i farmaci antitumorali.

I frammenti di DNA terminali dei cromosomi sono organizzati in modo diverso dalle regioni interne. Sono costituiti da brevi sequenze ripetitive di nucleotidi senza codice genetico – i telomeri, circondati da una serie di proteine ​​speciali. Questa struttura protegge il DNA dall'unione accidentale di cromosomi e altri fattori distruttivi, come fossero guarnizioni protettive.

In seguito a ogni divisione cellulare, i telomeri si accorciano e quando questi si riducono del tutto, la cellula perde la sua protezione e si deteriora iniziando a perdere informazioni genetiche alle divisioni successive. Alcune cellule tuttavia riesco a porre rimedio a questo processo di deterioramento grazia al fenomeno chiamato di telemerasi.

La telomerasi è una ribonucleoproteina, cioè un enzima che aggiunge sequenze ripetitive di DNA non codificante, nelle regioni dei telomeri, di modo che la lunghezza di questi si ripristini e i cromosomi rimangano difesi e quindi integri.

Ora però, e qui viene il punto, nella specie umana, la telomerasi è attiva solo nelle cellule germinali, nelle cellule staminali e in quelle tumorali, ma non nelle cellule somatiche, cioè quelle che rappresentano la struttura del nostro corpo e che ci piacerebbe conservare. È proprio l’incapacità di queste cellule di ripristinare la protezione con la telomerasi a causare l’invecchiamento. Al contrario, cellule che proprio non ci servono e che anzi del tutto dannose e indesiderate, come quelle tumorali, sono capacissime di generare la telomerasi e preservare la loro vitalità.

Questo uno dei motivi per cui i tumori tendono a crescere costantemente se non si trovano rimedi farmacologici o chirurgici.

L'importanza della scoperta

Da tutto questo va da sé quanto sia importante conoscere i segreti della telomerasi.

Gli autori dello studio russo, pubblicato su Scientific Reports, sono riusciti a decifrare per la prima volta la struttura e studiato la funzione di una di queste proteine ‘magiche’ capaci di rigenerare i telomeri – la proteina Est3 dell’Hansenula polymorpha, un lievito metilotrofico con caratteristiche insolite. È usato come fabbrica proteica per prodotti farmaceutici. Chiamata anche Ogataea polymorpha, appartiene a un numero limitato di specie di lieviti metilotrofici - lieviti che possono crescere su metanolo e che resistono ad alte temperature.

Proteine analoghe esistono anche nell’uomo, anche se le loro funzioni sono ancora poco note.

Per ottenere informazioni sulla struttura della proteina e sulle proprietà dinamiche della catena proteica in soluzione, nonché per determinare le interazioni di Est3 con frammenti di DNA, RNA e altre proteine ​​che compongono il complesso della telomerasi, gli scienziati hanno utilizzato i dati della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e per stabilire le connessioni funzionali della proteina Est3 con altri componenti della telomerasi, hanno utilizzato metodi di biologia molecolare e cellulare.

Gli scienziati russi sono convinti che lo studio e la conoscenza di Est3 permetterà di svelare il meccanismo della telomerasi anche nel corpo umano.

"La nostra ricerca integra le conoscenze sulla telomerasi, un enzima importante nelle cellule eucariotiche che mantiene l'integrità del genoma. I risultati dello studio possono anche essere utili per espandere le conoscenze fondamentali sull'evoluzione dei sistemi proteici", ha dichiarato il capo dello studio, professore di chimica della Facoltà di Medicina Fondamentale dell'Università Statale di Mosca Vladimir Polshakov.

Telomerasi e terapia del cancro

L'enzima telomerasi, che fornisce ‘immortalità’ alle cellule tumorali, è di notevole interesse per gli scienziati come potenziale bersaglio nella terapia del cancro. I medicinali che sopprimono l'attività della telomerasi possono arrestare lo sviluppo del cancro ma per sviluppare efficaci inibitori della telomerasi, gli scienziati devono conoscere in dettaglio i suoi meccanismo. Avere isolato e approfondito la conoscenza della proteina Est3 è un passo fondamentale, affermano in ricercatori.

"Più comprendiamo il meccanismo di funzionamento dell'enzima telomerasi e più ci avviciniamo alla possibilità di utilizzare queste informazioni per la ricerca razionale di nuovi farmaci antitumorali", concludono gli autori.
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