Un alleato silenzioso: un precursore dell'ubiquitina promuove la resistenza allo stress e la longevità
La scoperta potrebbe portare a migliorare il trattamento del cancro e delle malattie legate all'invecchiamento
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Ricercatori dell'Università di Colonia e dell'Università Heinrich Heine di Düsseldorf hanno identificato una nuova forma di ubiquitina dedicata alla proteostasi e all'invecchiamento sano. Essi dimostrano che la CxUb, termine breve per indicare l'ubiquitina estesa in C-terminale, è necessaria e sufficiente per superare lo stress, una scoperta che apre nuove strade per il trattamento del cancro e delle malattie legate all'invecchiamento. Lo studio "Ubiquitin Precursor with C-terminal Extension promotes Proteostasis and Longevity", condotto dalla dott.ssa Mafalda Escobar-Henriques (Institute for Genetics and CECAD Cluster of Excellence on Aging Research, University of Cologne) e dal professor Andreas Reichert (Institute of Biochemistry and Molecular Biology I, Heinrich Heine University Düsseldorf) è stato pubblicato su Molecular Cell.
L'ubiquitina è una piccola proteina con molte funzioni biologiche essenziali. In particolare, controlla le altre proteine per rilevare se sono danneggiate o non assemblate correttamente. In tal caso, le destina alla distruzione. Questo processo è essenziale per ripristinare e mantenere la proteostasi (omeostasi proteica) nelle situazioni di malattia e per programmare con precisione la divisione cellulare nelle cellule sane. I farmaci attualmente utilizzati, che hanno come bersaglio l'ubiquitina stessa o il meccanismo di degradazione, possono essere molto efficaci nel trattamento del cancro, ma comportano anche effetti collaterali significativi, tra cui problemi gastrointestinali, danni ai nervi, affaticamento, problemi cardiovascolari, ecc.
I team di ricerca delle due università hanno scoperto che, in risposta allo stress, le cellule del lievito S. cerevisiae e del nematode C. elegans attivano una forma unica di precursore dell'ubiquitina, che è stata osservata essere essenziale per la sopravvivenza di entrambi gli organismi. Questo precursore dell'ubiquitina, CxUb, è universalmente presente in tutti gli organismi eucarioti, ma finora è stato ampiamente trascurato e ritenuto inattivo.
Per comprendere il ruolo unico della CxUb, i ricercatori l'hanno confrontata con l'ubiquitina standard e hanno scoperto che solo la CxUb è in grado di amplificare il tagging dell'ubiquitina su altre proteine anomale, aumentandone drasticamente la distruzione. Sotto stress, la CxUb passa da precursore a molecola attiva che viene incorporata nelle proteine difettose, ma non interferisce con le funzioni di mantenimento dell'ubiquitina nelle cellule sane. Ciò le consente di sostenere la rigenerazione dell'organismo.
"Questa strategia di difesa molto semplice e veloce consente alle cellule di colpire in modo specifico gli aggregati proteici dannosi o i mitocondri danneggiati. Mirando alle fonti di stress cellulare, CxUb dota gli organismi studiati di strumenti che assicurano un invecchiamento sano", ha dichiarato l'autore senior e co-corrispondente Andreas Reichert. Poiché CxUb è comune a tutti gli organismi complessi, il team di ricerca ritiene che la funzione operi in modo simile anche nell'uomo. "Questa scoperta aprirà probabilmente nuove ed entusiasmanti opportunità nel campo dell'invecchiamento e delle malattie associate all'età, poiché il bersaglio specifico di CxUb ha il potenziale di migliorare significativamente le attuali terapie contro il cancro e le malattie neurodegenerative, riducendone gli effetti collaterali", ha aggiunto la ricercatrice principale e autrice senior Mafalda Escobar-Henriques. Poiché la CxUb è stata in grado di risolvere tutti gli stress a cui le cellule di lievito sono state esposte in laboratorio, il team di ricerca ritiene che questo potrebbe essere il caso anche per le malattie associate all'età e legate a difetti della proteostasi, come il cancro e le malattie neurodegenerative. Sono previste ulteriori ricerche per verificare l'importanza della CxUb per questi obiettivi.
Gli autori hanno utilizzato una combinazione di tecniche di proteomica, microscopia e biochimica all'avanguardia, soprattutto grazie alle strutture del Cluster of Excellence on Aging Research del CECAD e al supporto del Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC). Questa nuova scoperta sul modo in cui le cellule affrontano lo stress è stata possibile grazie a un proficuo lavoro di collaborazione tra diversi laboratori delle Università di Colonia e Düsseldorf. Il lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG) nell'ambito dei Centri di ricerca collaborativa 1208, 1218, 1310 e 1535. Il dottor Escobar-Henriques è particolarmente grato al programma Plus 3 della Fondazione Boehringer Ingelheim.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Selver Altin, Tânia Simões, Christina Behrendt, Vincent Anton, Dennis Domke, Kai Mayor Völtzke, Rajesh Kumar, Hendrik Nolte, Thomas Hermanns, Nahal Brocke-Ahmadinejad, Katja Bendrin, Marcel Zimmermann, Reinhard Büttner, Natascia Ventura, Marcus Krüger, R. Jürgen Dohmen, Kay Hofmann, Thorsten Hoppe, Andreas S. Reichert, Mafalda Escobar-Henriques; "Ubiquitin precursor with C-terminal extension promotes proteostasis and longevity"; Molecular Cell, Volume 85
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