Immagine: per analizzare il modo in cui le proteine MLX (verde fluorescente) si legano alle goccioline lipidiche (rosa), i ricercatori hanno sbiancato la fluorescenza da MLX nel quadrato bianco e hanno osservato le nuove proteine MLX diffondersi nell’area. Credito: Niklas Mejhert et al./ Molecular Cell 2020
Le goccioline lipidiche immagazzinate nella cellula sembrano a sorpresa, avere un ruolo nel controllo dell’attività genetica: impediscono alle cellule di attivare i geni coinvolti nel metabolismo dello zucchero, secondo quanto riferito dal ricercatore dell’istituto medico Howard Hughes Tobias Walther e dai colleghi il 4 febbraio 2020, sulla rivista Molecular Cell.
“Per molti anni, abbiamo pensato che il grasso immagazzinato nelle cellule fosse una sorta di enorme globo che si trova lì e non fa molto”, dice Walther, biologo cellulare dell’Università di Harvard. Il nuovo studio fa cadere quell’idea, stabilendo che le goccioline di grasso apparentemente semplici sono in realtà regolatori chiave nel complesso processo del metabolismo. Comprendere tutti i collegamenti di quella catena di comando potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere le origini di malattie come l‘aterosclerosi, le malattie del fegato grasso o l’insulino-resistenza.
Le cellule usano i lipidi, una specie di molecola grassa, per immagazzinare energia. Il grasso in eccesso risiede in pacchetti cellulari chiamati goccioline lipidiche. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno notato che queste goccioline interagiscono con le molecole coinvolte nel metabolismo, ma il quadro era rimasto incompleto. “Ecco questo processo è universale, ma semplicemente non capiamo nulla dei geni e delle proteine che lo governano”, afferma il coautore dello studio Robert Farese Jr. che con Walther gestisce un laboratorio comune dove hanno iniziato a identificare tutti i geni che coordinano i depositi di grasso.
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I ricercatori hanno selezionato geni umani rilevanti nei globuli bianchi chiamati macrofagi che immagazzinano diversi tipi di grasso. Un gene identificato dal team ha sorpreso i ricercatori. Il gene, chiamato MLX, codifica un tipo di proteina che generalmente agisce nel nucleo, lontano dalle goccioline lipidiche nella cellula. ” Se MLX influenzasse il metabolismo lipidico”, ha pensato Walther, “probabilmente lo farebbe indirettamente, aumentando l’attività di altri geni”. Ma Niklas Mejhert, postdoc nel laboratorio Walther ha scoperto che MLX poteva legarsi direttamente alle goccioline lipidiche. “È stata un’osservazione sorprendente”, dice Walther. “Queste proteine agiscono sul DNA, quindi cosa hanno da fare con le goccioline lipidiche?” .
Il team ha scoperto che se MLX è fisicamente bloccato sulle goccioline lipidiche, la proteina rimane intrappolata fuori dal nucleo. Lì, MLX non può fare il suo solito lavoro, il che include dire alle cellule di produrre proteine che bruciano zucchero per produrre energia. Invece, forse, le cellule potrebbero bruciare il grasso immagazzinato nelle goccioline. “Come una valvola di sicurezza molecolare, il sistema può impedire alle cellule di riempirsi eccessivamente di grasso. Troppo grasso cellulare immagazzinato può portare alle malattie metaboliche che affliggono milioni di americani”, afferma Farese. “Le anomalie di questo sistema sono in qualche modo alla base di quel processo patologico?” .
Oltre a MLX e ai suoi parenti, nello schermo genetico del team sono emersi oltre 500 geni che possono partecipare all’accumulo di grasso. I ricercatori stanno ora lavorando su un sito Web per catalogare questi geni, in modo che altri laboratori possano esplorarlo.
Fonte, HHMI
