Scoperto enzima che controlla la percezione di Ossigeno nell’uomo

di Andrea De Marco -

Una collaborazione fra Università di Pisa, Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e Università di Oxford pubblicata su Science rivela l'esistenza di un sistema molecolare, comune a piante e animali, basato sulla degradazione ossigeno-dependente di proteine di segnalazione cellulare

(UMDI-UNMONDODITALIANI) Studiare le piante per capire gli animali: un enzima che controlla la percezione dell'ossigeno nell'uomo è stato scoperto attraverso lo studio delle piante a Pisa. Una collaborazione fra Università di Pisa, Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e Università di Oxford pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Science rivela l'esistenza di un sistema molecolare, comune a piante e animali, basato sulla degradazione ossigeno-dependente di proteine di segnalazione cellulare. Tradizionalmente le piante sono viste come gli organismi produttori dell'ossigeno presente nell'atmosfera, consumato poi da organismi aerobici fra cui gli animali. In realtà tanto le une quanto gli altri utilizzano questo elemento per la immagazzinamento di energia in forma chimica attraverso la respirazione cellulare. Pertanto, la scarsità di ossigeno, detta ipossia, influisce fortmente sulla fisiologia e il metabolismo di entrambi i tipi di forme di vita.

Le piante

Le piante esperiscono tali condizioni quando sommerse, ad esempio in caso di intense precipitazioni o esondazioni. I tessuti animali, d'altro canto, esibiscono uno stato ipossico in condizioni di intensa attività metabolica, associata per esempio ad intenso esercizio muscolare oppure durante la proliferazione cellulare incontrollata, nei tumori. Entrambi tuttavia sfruttano gradienti di ossigeno come segnale per guidare processi di sviluppo, ad esempio l'angiogenesi negli animali e la produzione di foglie nelle piante.

Collaborazione Italia-RegnoUnito

Un gruppo di ricerca internazionale, costitutito dall'Università di Pisa, la Scuola Superiore Sant'Anna e l'Università di Oxford (Regno Unito) ha scoperto che lo stesso meccanismo, basato su un enzima che utilizza ossigeno molecolare come substrato, è in grado di governare l'abbondanza e quindi l'attività di regolatori cruciali di una gamma di risposte cellulari. Confrontando componenti del regno animale e vegetale, e trasferendole dall'uno all'altro, i ricercatori hanno scoperto l'esistenza di un interruttore molecolare, l'enzima Ado, che incorpora ossigeno nell'estremità iniziale di proteine contenenti l'amminoacido cisteina. Questa reazione conduce alla degradazione di tali proteine in condizioni aerobiche, mentre è inibita in ipossia. Pertanto, Ado svolge identica funzione all'enzima di pianta Pco (Plant Cysteine Oxidase), individuato cinque anni fa dalla stessa squadra pisana di ricercatori.

Dichiarazione del Prof Francesco Licausi

"L'ampia conservazione di questo meccanismo è indicativa della sua rilevanza fisiologica nei due regni - spiega Francesco Licausi, professore associato di fisiologia vegetale all'Università di Pisa - Questa similarità è stupefacente, considerando quanto piante e animali sono distanti da un punto di vista evolutivo, sebbene entrambi rappresentino i vertici evolutivi della vita multicellulare sul nostro pianeta". "La scoperta ha un enorme potenziale applicativo in ambito terapeutico - prosegue Beatrice Giuntoli, ricercatrice dell'ateneo pisano - Infatti Ado rappresenta un bersaglio completamente nuovo per il trattamento farmacologico di disturbi tumorali e infiammatori. Fra i target di Ado, abbiamo identificato la proteina RGS4, coinvolta nella segnalazione ormonale, nella neurotrasmissione e nello sviluppo del miocardio, e l'Interleuchina IL-32, una citochina atipica che regola risposte infiammatorie e fattori angiogenici

09 / 07 / 2019

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