Sviluppato un nuovo modo di etichettare le proteine

Nuovo modo di etichettare le proteine nelle cellule umane, con una piccola molecola di zucchero chiamata O-GlcNAc, che può aiutare a comprendere meglio le malattie neurologiche come l'Alzheimer e il Parkinson.

Una scoperta dell'Università di Dundee ha il potenziale per aiutare gli scienziati a comprendere meglio le malattie neurologiche come l'Alzheimer e il Parkinson. I ricercatori, guidati dal professor Daan van Aalten (1) della School of Life Sciences, hanno sviluppato un nuovo modo di etichettare le proteine nelle cellule umane con una piccola molecola di zucchero chiamata O-GlcNAc. Ci sono oltre 20.000 proteine in ogni cellula umana e circa il 20% di queste contiene O-GlcNAc.

L'esatto ruolo svolto da O-GlcNAc rimane un mistero, ma la molecola si trova sulle proteine legate all'Alzheimer, al Parkinson, alle malattie dei motoneuroni e alla disabilità intellettiva.

Ciò ha portato gli scienziati a ipotizzare che l'interruzione della molecola O-GlcNAc sia collegata a queste malattie e l'aumento dei livelli di O-GlcNAc sembra essere di beneficio terapeutico. Il team della Dundee University ha sviluppato una tecnica che consente loro di fissare in modo permanente lo zucchero su proteine dove si trova naturalmente solo a livelli bassi, consentendo loro di esplorare esattamente le sue funzioni.

I ricercatori ritengono che il loro metodo, combinato con lo sviluppo rapido della tecnologia di modifica genetica, potrebbe aiutare a comprendere le cause delle malattie in cui questa modifica dello zucchero viene interrotta.

Il professor Daan van Aalten spiega: “è probabile che la perturbazione dello zucchero O-GlcNAc su una singola proteina possa avere effetti deleteri su neuroni sani e altre cellule, ma fino a poco tempo fa il campo di ricerca era sprovvisto di metodi per indagare su questo. Ora abbiamo creato lo strumento che ci consente di farlo. Questo ci permette di porre domande sul ruolo delle specifiche modifiche dello zucchero che sono disregolate in caso di disabilità intellettiva, così come in altre malattie del cervello. La nostra tecnica ha un grande potenziale per far progredire la conoscenza dei disturbi correlati a O-GlcNAc e aiutare a sviluppare nuove terapie.”

Il dottor Andrii Gorelik, (2) autore principale della ricerca, ha scoperto che il legame carboidrati-proteine può essere ricodificato (alterato) geneticamente per fissare in modo permanente lo zucchero e consentirne lo studio. Questa tecnologia consente di studiare O-GlcNAc presente su una singola proteina all'interno di cellule umane e organismi modello e che ora può essere applicato a modelli di varie malattie neurologiche. A tal proposito egli ha dichiarato: “ho lavorato su questo problema per diversi anni fin tanto che alcune osservazioni inaspettate mi hanno portato a stabilire questo nuovo metodo. Poiché l'approccio è così semplice, può essere utilizzato praticamente in qualsiasi laboratorio di ricerca biomedica in tutto il mondo e, si spera, si traduce in risultati entusiasmanti riguardanti il ruolo di O-GlcNAc nella normale fisiologia e malattia.”

La ricerca è stata supportata dal finanziamento Wellcome Trust per il professor Daan van Aalten e il dottor Andrii Gorelik. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Structural and Molecular Biology. (3)

Riferimenti:

(1) Daan van Aalten

(2) Andrii Gorelik

(3) Genetic recoding to dissect the roles of site-specific protein O-GlcNAcylation

Descrizione foto: ricercatori di Dundee: Dr Andrii Goreli e Prof Daan van Aalten. - Credit: University of Dundee.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Sugar-coating proteins can help understand brain disease