I ricercatori del Karolinska Institutet in Svezia hanno utilizzato l’origami del DNA, l’arte di piegare il DNA nelle strutture desiderate, per mostrare come un importante recettore cellulare possa essere attivato in un modo precedentemente sconosciuto. Il risultato apre nuove strade per comprendere come funziona la via di segnalazione Notch e come è coinvolta in diverse malattie gravi. Lo studio è pubblicato in Comunicazioni sulla natura.
Notch è un recettore cellulare di grande importanza per un’ampia gamma di organismi e svolge un ruolo cruciale in molti processi diversi, compreso lo sviluppo embrionale iniziale sia nelle mosche che negli esseri umani. Notch regola lo sviluppo delle cellule staminali in diversi tipi di cellule nel corpo. Difetti in questa via di segnalazione possono provocare malattie gravi, incluso il cancro.
Finora l’idea prevalente sulla funzione del recettore è stata che esso venga attivato in modo puramente meccanico, tramite una cellula vicina che lo tira, il che significa che la segnalazione avviene solo come risultato della comunicazione diretta tra le cellule.
Tuttavia, i ricercatori del Karolinska Institutet riferiscono ora che l’attivazione di Notch può essere ottenuta anche “su richiesta” con l’aiuto di una proteina chiamata Jag1. I ricercatori hanno posizionato la proteina su una struttura di DNA creata mediante il cosiddetto DNA origami, una tecnica che consente di costruire strutture di qualsiasi forma su scala nanometrica utilizzando il DNA come materiale da costruzione. In questo caso, la struttura del DNA è stata modellata in un bastoncino di dimensioni nanometriche in grado di trasportare la proteina sulla superficie cellulare.
“Questa è una tecnica che ci permette di posizionare le molecole della proteina Jag1 a distanze molto piccole l’una dall’altra in modelli diversi, e poi abbiamo esposto questi modelli a cellule staminali dotate di recettori Notch”, afferma Björn Högberg, professore presso il Dipartimento di Scienze Biochimica medica e biofisica, Karolinska Institutet, che ha condotto lo studio insieme alla ricercatrice KI Ioanna Smyrlaki presso lo stesso dipartimento.
I risultati mostrano che il recettore Notch può essere attivato a diversi livelli, a seconda della forma del pattern e della concentrazione locale della proteina. Tuttavia, rimangono diverse domande su come avviene esattamente questa segnalazione.
“Stiamo ora collaborando con altri ricercatori per vedere se riusciamo a far funzionare questo metodo in vivo “Si tratta di ricerca di base, ma il Notch è un componente importante in diverse malattie, tra cui una forma di leucemia e il disturbo dello sviluppo, la sindrome di Alagille. Ci auguriamo quindi che i risultati portino anche ad una migliore comprensione di queste malattie.”
La ricerca è stata finanziata principalmente dalla Fondazione Knut e Alice Wallenberg, dal Consiglio svedese della ricerca e dal Consiglio europeo della ricerca (CER).
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