Scoperta la “via” che permette al calcio di entrare rapidamente negli “orologi della vita” cellulare



Pubblicato il 19/06/2011 su Nature lo studio del team universitario padovano.   La ricerca dei trasportatori mitocondriali del calcio, condotta per decenni nel mondo da molti laboratori, si è sempre rivelata infruttuosa in quanto queste molecole sono assai diverse dai canali presenti in altre parti della cellula. Uno studio condotto dal gruppo coordinato dal Prof. Rosario Rizzuto del Dipartimento di Scienze biomediche sperimentali all’Università di Padova, pubblicato su Nature con il titolo “A forty-kilodalton protein of the inner membrane is the mitochondrial calcium uniporter”, ha identificato il canale del calcio dei mitocondri.

Questa scoperta svela la natura molecolare di un segnalatore cellulare di grande importanza.

Il calcio è un importante messaggero all’interno della cellula: controlla i processi vitali dell’organismo quali ad esempio la contrazione dei muscoli, la trasmissione nervosa e il rilascio degli ormoni.

Nel contempo lo ione calcio può indurre la morte delle cellule, sia attraverso i processi di morte cellulare programmata che per il collasso improvviso delle funzioni cellulari, la necrosi.

Non sorprende quindi che il trasporto di calcio sia regolato molto finemente e che le sue alterazioni siano alla base di processi patologici come la neurodegenerazione, il cancro e le disfunzioni endocrine (in primis il diabete mellito).

Nell’armonico complesso di segnali veicolati dallo ione calcio, i mitocondri hanno un ruolo chiave. Originati da antichi batteri che si sono adattati a vivere all’interno della cellula, i mitocondri sono piccole strutture che contribuiscono alla funzione vitale di impiegare l’ossigeno per produrre energia con elevata efficienza.

Ma i mitocondri fungono anche da “orologio della vita” inducendo il suicidio della cellula (apoptosi) quando avvertono un suo deterioramento.

I mitocondri sono in grado di trasportare “rapidamente” il calcio ed è proprio questo processo che permette al mitocondrio stesso di avere  un’informazione diretta sugli eventi del resto della cellula e di compiere la scelta tra due effetti così diversi quali la produzione di moneta energetica o la morte.

Il trasporto di calcio riveste quindi un’importanza fondamentale nel normale funzionamento della cellula e nelle alterazioni patologiche: la possibilità di modificarlo, quindi, può rappresentare un nuovo approccio terapeutico a diverse malattie umane.   Il gruppo di ricerca dell’Università di Padova ha identificato il canale che permette al calcio di entrare rapidamente nei mitocondri conducendo una ricerca bioinformatica dettagliata su tutte le proteine mitocondriali.

L’ipotetico canale, identificato nell’indagine basata sulla simulazione al computer, è stato ora definitivamente confermato attraverso un ampio studio di biologia cellulare che ha compreso l’analisi della localizzazione della proteina, della sua funzione in cellula viva, della costruzione di mutanti, della purificazione della proteina e della sua analisi in vitro.

La scoperta del canale mitocondriale del calcio apre adesso un’affascinante “fase molecolare” nella quale sarà possibile studiare, in vivo e in vitro, la sua funzione e verificarne il ruolo nelle malattie umane oltre a sviluppare nuovi farmaci specificatamente diretti a questo nuovo bersaglio molecolare.   La ricerca si è avvalsa tra gli altri dei finanziamenti di Telethon Italia, Fondazione Cassa di Risparmio di Padova e Rovigo e dell’AIRC.

Per informazioni:

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