I ricercatori scoprono un nuovo compartimento iniziale all’interno della rete trans-Golgi che determina il destino dell’endocitosi e del carico endocitico.
Endocitosi è un importante processo cellulare attraverso il quale le cellule interiorizzano sostanze come acqua e sostanze nutritive. Queste sostanze vengono prima trasportate come carico al compartimento di smistamento iniziale (endosomi) prima di essere degradate (via endolisosomiale) o riciclate (via di riciclo della membrana plasmatica).
La rete trans-Golgi (TGN), che si trova adiacente all’apparato del Golgi, è un mediatore chiave di questo trasporto intracellulare. L’endocitosi media l’infezione di agenti patogeni dannosi come batteri e virus e la sua interruzione può portare a diverse malattie.
Pertanto, comprendere i meccanismi molecolari che governano questo processo è cruciale. I lieviti in erba sono un modello importante per lo studio dell’endocitosi, ma i meccanismi specifici di smistamento del carico endocitico in questi organismi sono rimasti a lungo poco chiari.
Endocitosi: ruolo del compartimento residente in Tlg2p all’interno della rete trans-Golgi nella via endocitica. I dati mostrano che il compartimento residente in Tlg2p agisce come un sottocompartimento precoce/di smistamento e invia il carico endocitico al percorso endocitico o al percorso di riciclaggio. Credito immagine: Jiro Toshima di TUS Japan
UN studio pubblicato sulla rivista internazionale eLife ha scoperto una nuova via endocitica nel lievito in erba. I risultati dimostrano che uno specifico compartimento TGN contrassegnato da una proteina chiamata Tlg2p funge da compartimento iniziale e seleziona i carichi endocitici per il riciclaggio o la degradazione.
Questi entusiasmanti risultati sono il risultato di un’importante collaborazione internazionale tra un ampio gruppo di eminenti ricercatori, tra cui il Prof. Jiro Toshima del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Università delle Scienze di Tokyo, il Prof. Junko Y Toshima della School of Health Science, Università della Tecnologia di Tokyo, la Prof.ssa Daria E Siekhaus dell’Istituto di Scienza e Tecnologia, Austria, e il Dr. Akihiko Nakano del Centro di fotonica avanzata del RIKEN.
“I meccanismi di smistamento endocitico differiscono tra diversi tipi di organismi, come piante e animali. I nostri risultati rispondono all’annosa domanda se i lieviti, organismi modello comuni per l’endocitosi, possiedano uno specifico compartimento di smistamento all’inizio del percorso endocitico,” spiega il Prof. Toshima.
Lavorare in un laboratorio di biotecnologie. Credito immagine: NCI
Uno strumento chiave per questa scoperta è stato un marcatore fluorescente di endocitosi, precedentemente sviluppato dal Prof. Toshima e dai suoi colleghi. In combinazione con l’imaging 4D ad alta velocità utilizzando la microscopia confocale con imaging dal vivo a super risoluzione altamente sensibile (SCLIM), sviluppata dal gruppo del Dr. Nakano (RIKEN, Wako), questo strumento ha permesso ai ricercatori di osservare la dinamica del carico endocitico.
Studi microstrutturali che utilizzano questo approccio hanno mostrato che il marcatore fluorescente dell’endocitosi veniva prima assorbito da un compartimento specifico e indipendente nel TGN dopo l’endocitosi. È importante sottolineare che questo compartimento conteneva Tlg2p, una proteina bersaglio per la vescicola endocitica.
In particolare, si è scoperto che sia le sostanze che le proteine destinate alla degradazione da parte dei lisosomi e al riciclo da parte della membrana plasmatica si localizzano prima nello stesso compartimento Tlg2p.
Questi risultati suggeriscono che questo compartimento di smistamento invia materiali di carico endocitici ai lisosomi per la degradazione e alla membrana plasmatica per il riciclaggio. Il team ha anche scoperto che le proteine GGA (associate al Golgi, contenenti γ-adaptin) erano necessarie come adattatori per questo meccanismo di smistamento.
Ulteriori analisi hanno dimostrato che il compartimento residente in Tlg2p era spazialmente distinto dal compartimento di secrezione all’interno dello stesso TGN, suggerendo la sua esistenza indipendente all’interno della cellula.
Inoltre, mentre la cancellazione di GGA ha influenzato le dinamiche di smistamento nel compartimento residente in Tlg2p, non ha avuto alcun effetto sul compartimento di secrezione. Insieme, questi risultati hanno indicato che diversi compartimenti del TGN potrebbero essere coinvolti nella secrezione e nello smistamento endocitico.
I nuovi meccanismi endocitici identificati in questo studio suggeriscono percorsi di trasporto simili (compartimenti) nelle cellule di mammifero. Pertanto, potrebbero contenere la chiave per scoprire i meccanismi molecolari dei processi vitali di base, nonché i meccanismi delle infezioni e delle malattie causate da interruzioni dell’endocitosi.
Il Prof. Toshima spiega: “I nostri risultati hanno il potenziale per la traduzione clinica. In futuro, potrebbero essere utilizzati per sviluppare strategie terapeutiche per prevenire/trattare infezioni da agenti patogeni e altre malattie causate da disturbi endocitici. Ciò sarà ancora più significativo se si considera l’emergere di nuovi agenti patogeni, che dovrebbe solo aumentare in futuro.“
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
