Stress cellulare: scoperti i segreti della membrana sotto pressione

RomeScienziati dell'Università di Ginevra, in collaborazione con l'Institut de biologie structurale de Grenoble e l'Università di Friburgo, hanno compiuto progressi nella comprensione di come le cellule gestiscono lo stress fisico. Utilizzando la criomicroscopia elettronica, hanno studiato il comportamento di lipidi e proteine sulla membrana cellulare sottoposta a stress meccanico. Questa ricerca chiarisce come piccole aree della membrana possano organizzare diversi lipidi per innescare risposte specifiche nelle cellule.

Lo studio si concentra su due componenti principali:

• Microdomini della membrana
• Reticolo proteico dell'eisosoma

Le membrane cellulari sono essenziali per mantenere l'integrità e il corretto funzionamento delle cellule. Solo di recente abbiamo iniziato a comprendere veramente questo processo. Questo studio fa luce sull'argomento. La membrana plasmatica funge da barriera ma deve anche essere flessibile. Questa flessibilità deriva dai lipidi e dalle proteine presenti nella membrana, il cui arrangiamento varia in base all'ambiente esterno, contribuendo a bilanciare la tensione e la rilassatezza della membrana.

Piccole aree sulle membrane cellulari, chiamate microdomini, contengono lipidi e proteine specifiche. Queste zone sono cruciali per rilevare cambiamenti nelle proprietà fisiche della membrana cellulare. Un team di ricerca guidato da Robbie Loewith dell'Università di Ginevra (UNIGE) ha utilizzato la crio-microscopia elettronica per studiare in dettaglio queste interazioni. Questa tecnica prevede il congelamento dei campioni a -200°C, mantenendo le membrane nel loro stato naturale per un esame approfondito.

Lo studio ha utilizzato il lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae) poiché è facile da coltivare, può essere modificato geneticamente e possiede molti processi cellulari simili a quelli degli organismi superiori. La ricerca si è concentrata su una parte specifica della membrana cellulare supportata da un rivestimento proteico chiamato eisosoma.

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Gli eisosomi aiutano le cellule a gestire i danni alle loro membrane. Il team è riuscito a purificare e studiare gli eisosomi insieme ai loro lipidi di membrana naturali. Questo rappresenta un progresso significativo nella comprensione del funzionamento di queste strutture.

Gli scienziati hanno scoperto che, quando le cellule sono sottoposte a stress meccanico, l'organizzazione dei lipidi in certe aree cambia. Quando una struttura proteica chiamata eisosoma si allunga, i lipidi si riorganizzano, probabilmente rilasciando molecole segnalatrici che aiutano la cellula ad adattarsi allo stress. Questo processo spiega come le cellule trasformano lo stress fisico in segnali chimici attraverso l'interazione di proteine e lipidi.

Questi risultati sono fondamentali. Comprendere come le cellule percepiscono e rispondono allo stress meccanico può aiutare a sviluppare nuovi metodi per migliorare la sopravvivenza e la funzionalità cellulare. Ciò potrebbe essere importante per la ricerca medica e lo sviluppo di trattamenti per malattie legate alla gestione dello stress da parte delle cellule.

Questo studio presenta nuovi metodi per analizzare l’organizzazione delle membrane. All'interno delle membrane, proteine e lipidi si muovono formando piccole aree. Queste zone consentono alle cellule di svolgere compiti biochimici specifici, specialmente durante l’attivazione di percorsi di comunicazione in situazioni di stress.