Descoperirea Structurilor Interne ale Condensatelor Biomoleculare Poate Revoluționa Tratamentele pentru Cancer și Boli Neurodegenerative

“De când am realizat că perturbările în formarea condensatelor stau la baza multor boli, a fost dificil să le țintim terapeutic pentru că păreau să lipsească de structură — nu existau caracteristici specifice pe care un medicament să se poată fixa,” explică Keren Lasker, PhD, autorul principal al studiului și profesor asociat la Scripps Research. “Această lucrare schimbă perspectiva. Acum vedem că unele condensate au o arhitectură internă, și, important, această structură este necesară pentru funcționarea lor, deschizând calea pentru a ținti aceste ansambluri fără membrane la fel cum vizăm proteinele individuale.”

Conform studiului, condensatele biomoleculare sunt asamblări nonstoichiometrice de macromolecule care concentrează anumite componente în timp ce exclude altele. Acestea sunt impulsionate de interacțiuni multivalente și servesc ca un mecanism de organizare celulară, reglând aspecte ale transcripției, transducției semnalelor și controlului calității proteinelor. Deoarece pot fuziona, curge și schimba conținuturi, s-a presupus că le lipsește o structură internă organizată.

“O întrebare deosebit de puțin studiată este cum funcția condensatului se relatează la structura sa internă,” au scris cercetătorii. “Prin structură internă, ne referim la structuri stabile la nivel molecular și supramolecular, mai mari decât moleculele individuale, dar mai mici decât însuși condensatul.”

Pentru a înțelege mai bine compoziția condensatelor biomoleculare, cercetătorii de la Scripps s-au concentrat pe proteina polară organizatoare Z (PopZ), identificată inițial în bacteria Caulobacter crescentus. În aceste bacterii în formă de tijă, PopZ formează condensate la polii celulare, unde recrutează proteine necesare pentru diviziunea celulară asimetrică. Eliminarea PopZ conduce la diviziune celulară anormală, segregare cromozomială perturbată și pierderea asimetriei celulare. Studii anterioare au demonstrat că abaterile în proprietățile materiale ale condensatelor, fie că erau prea fluide sau prea solide, puteau conduce la defecțiuni de creștere, indicând că proprietățile lor fizice sunt legate de funcția biologică.

Pentru a cartografia structura PopZ, investigatorii au utilizat tomografia crioelectronică pentru a vizualiza condensatele la înaltă rezoluție. Din acest proces au învățat că PopZ se asamblează ierarhic în trimere, hexamere și filamente scurte pentru a forma un cadru în picătură. Experimente suplimentare au arătat că PopZ adoptă diferite conformații în funcție de

Sursa: Inside Precision Medicine