Nanomacchine nell’involucro cellulare
Durante l’infezione il Mycobacterium tuberculosis, il principale agente causale della tubercolosi, secerne un gran numero di proteine effettrici attraverso sistemi di secrezione di tipo VII – piccole nanomacchine che sono composte da proteine che risiedono nell’involucro cellulare. Le proteine effettrici sono specializzate nel combattere la difesa immunitaria o permettono l’assorbimento di nutrienti per assicurare la sopravvivenza del batterio nell’ospite. Come funzionano questi sistemi di secrezione centrale, è ancora poco compreso.
Scienziati della Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) e del Centro spagnolo di ricerca sul cancro CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas) sono ora riusciti a decifrare l’architettura molecolare di queste nanomacchine. Il Dr. Sebastian Geibel, che dirige un gruppo di ricerca presso l’Istituto di Biologia Molecolare delle Infezioni finanziato dal Bavarian Elite Network e che è anche affiliato al Centro Rudolf Virchow della JMU, era responsabile di questo lavoro. Gli scienziati hanno pubblicato il loro lavoro nel numero attuale della rivista Nature.
Misurazioni a temperature molto basse
Negli ultimi cinque anni, il gruppo di ricerca del Dr. Geibel ha lavorato intensamente sulla ricostituzione stabile di una di queste macchine di secrezione e sulla preparazione del campione sensibile per le misurazioni al microscopio elettronico criogenico, che richiede che i complessi proteici siano congelati in condizioni definite.
In collaborazione con il gruppo di ricerca di Oscar Llorca a Madrid, che ha calcolato mappe tridimensionali del complesso proteico utilizzando una sofisticata strategia di elaborazione dati, i ricercatori di Würzburg sono stati in grado di creare un modello della sua struttura molecolare. I ricercatori sono stati in grado di identificare importanti elementi della nanomacchina che formano il poro di trasporto e di localizzare gli elementi che convertono l’energia chimica in movimento e quindi guidano il trasporto delle proteine effettrici attraverso il poro.
Nuovo approccio per nuovi farmaci
I risultati dei ricercatori portano a una più profonda comprensione funzionale dei sistemi di secrezione di tipo VII. In tempi di crescente resistenza dei micobatteri agli antibiotici in uso e nessuna vaccinazione efficace contro la tubercolosi in atto, i ricercatori forniscono una base importante per lo sviluppo di nuovi antibiotici che mirano all’assemblaggio o alla funzione dei sistemi di secrezione di tipo VII.