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I ricercatori di CNIC sviluppano il modello del mouse per esaminare la funzione meccanica delle proteine

La meccanica molecolare del gruppo dell'apparato cardiovascolare al Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), piombo da Jorge Alegre Cebollada, in società con un gruppo scientifico internazionale, ha generato il primo modello sperimentale del mouse che permette l'analisi diretta della funzione meccanica delle proteine negli organismi viventi.

Il modello, pubblicato oggi nelle comunicazioni della natura, è basato sull'inserzione del caricatore 35mm genetico di HaloTag-TEV nel titin, una delle proteine responsabili dell'elasticità del muscolo scheletrico e cardiaco.

Il caricatore 35mm di HaloTag-TEV combina tre beni chiave. Il Dott. Alegre ha spiegato: “Grazie all'introduzione di questo caricatore 35mm nel gene, possiamo fluorescente tracciare la proteina, che lo rende facile tenere la carreggiata il caricatore 35mm e vedere dove ha inserito correttamente.„

Ma quello non è tutto: “Il caricatore 35mm comprende un obiettivo per lisi specifica della proteina, di modo che la funzione meccanica della proteina bersaglio può essere interrotta in un modo controllato a tutto il momento desiderato, permettendo che noi studiamo l'effetto di questa interruzione.„ Per concludere, il caricatore 35mm “fornisce un modo ancorare la proteina isolata alle superfici, permettendo allo studio sui sui beni meccanici mediante tecniche della unico molecola.„

Tutto il questo guide per stabilire un ponte fra la modulazione dei beni meccanici della proteina e l'osservazione delle conseguenze di questa modulazione ad un livello cellulare.„

Jorge Alegre Cebollada, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (F.S.P.)

È ben noto che le celle e gli organismi che viventi si formano rispondono ai cambiamenti nell'ambiente. Ma fra le condizioni ambientali a cui gli esseri viventi devono adattarsi, le forze puramente meccaniche che agiscono costantemente sopra loro sono trascurate spesso.

“Questa relazione fra le celle e le componenti meccaniche del loro ambiente è estremamente importante e spiega molti fenomeni relativi alla malattia, quali la metastasi del cancro e l'aterosclerosi, che è alla base di parecchie circostanze cardiovascolari.„

Negli ultimi decenni, lo sviluppo delle nuove tecnologie ha permesso lo studio sul comportamento meccanico delle proteine, che è responsabile al livello molecolare della capacità delle celle di percepire e generare le forze.

Queste tecniche hanno permesso alla caratterizzazione dei beni meccanici di diverse molecole, studiati uno per uno e questa ha trasformato la conoscenza circa la relazione fra forza e le molecole biologiche.

Tuttavia, capire come questa relazione funziona nell'ambiente indigeno della cella non era finora possibile.

La storia non si ferma con il titin. Il caricatore 35mm di HaloTag-TEV può essere inserito in altre proteine con una funzione meccanica, di modo che in futuro ha potuto essere usato per studiare altri sistemi, compreso quelle relative ai diversi disordini muscolari e cardiaci.

Source:
Journal reference:

Rivas-Pardo, J.A., et al (2020) A HaloTag-TEV genetic cassette for mechanical phenotyping of proteins from tissues. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-15465-9.