Rothman, Schekman e Sudhof: i 3 premi Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2013

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NOBEL MEDICINA 2013 - Copia (2)Gli americani James E. Rothman e Randy W.Schekman e il tedesco Thomas C. Sudhof sono i tre biologi cui l’Accademia Reale Svedese delle Scienze ha assegnato il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2013 per aver scoperto il meccanismo che regola il traffico di vescicole, uno dei più affascinanti ed importanti sistemi di trasporto della cellula. Le cellule producono molecole come ormoni, neurotrasmettitori, citochine ed enzimi che devono essere consegnate in altri punti all’interno della cellula o esportati fuori dalla cellula, esattamente al momento giusto. Delle piccole vescicole, simili a bolle, circondate da membrana, trasportano il carico tra i diversi compartimenti della cellula (organelli) o si fondono con la membrana della cellula per rilasciare il loro carico verso l’esterno, fungendo da “postini delle cellule”.

Il meccanismo mediante il quale una vescicola delimitata da membrana si forma in un compartimento e si muove verso quello successivo si puù dividere in 5 stati:

  1. inclusione del carico di proteine nella porzione di membrana che formerà la vescicola,
  2. la formazione e il rilascio della vescicola dal compartimento donatore,
  3. il movimento della vescicola verso il compartimento bersaglio o ricevente,
  4. l’attracco della vescicola,
  5. la fusione della vescicola con la membrana del compartimento bersaglio, seguita dal rilascio del carico.

ROTHMAN - CopiaDopo che la vescicola di trasporto è stata rilasciata, deve trovare il comparimento accettare corretto. Spesso le vescicole si muovono lungo i cavi formati dal citoscheletro (solitamente i microtubuli) e, una volta arrivate al compartimento bersaglio, deve avvenire l’attracco specifico della vescicola. James Rothman, nel 1994, a New York, ha identificato proteine chiamate SNARE (Solubile nethylmaleimide sensive factor attachment protein receptor) che interagiscono specificamente:
la v-SNARE , sulla vescicola
la t-SNARE , sul compartimento bersaglio. Avvenuto l’attracco attraverso il legame di V-SNARE a t-SNARE, si innesca la fusione della membrana della vescicola con quella del compartimento.

Rothman, che oggi è il direttore del centro di biologia cellulare dell’Università di Yale, è stato il primo a scoprire il meccanismo con cui avviene lo smistamento postale delle vescicole che trasportano all’esterno le molecole prodotte nella cellula, scoprendo come il meccanismo fosse anche alla base di disfunzioni come il diabete, in quanto errori nel sistema di trasporto vescicolare possono impedire la corretta secrezione dell’insulina.
Rothman , nato nel 1947 e professore di Scienze Biomediche dell’Università di Yale, è presidente del Dipartimento di Biologia cellulare presso l’università di Yale Medical School e ha ricevuto numerosi riconoscimenti, tra cui il Premio Louisa Gross Horwitz presso la Columbia University e il Premio Laser Albert per la ricerca medica di base.
SHEKMAN - CopiaRandy Schekman, statunitense nato nel 1948, ha scoperto i complessi proteici che assicurano che i carichi vengano consegnati alla destinazione corretta. Interessato al modo in cui la cellula organizza il suo sistema di trasporti, nel 1970 studiò la base genetica prendendo il lievito come sistema modello. In uno screening genetico, tra identificato le cellule del lievito come un apparato di trasporto difettoso, in cui le vescicole si ammassavano in alcune parti della cellula, scoprendo che l’origine di questa congestione era di tipo genetico, identificando i geni mutati, fino a trovare 3 classi di geni che controllano i diversi aspetti del sistema di trasporto cellulare, dando un’ulteriore apporto al meccanismo che regola il trasporto delle vescicole nella cellula.

SUDHOF - CopiaThomas Sudhof , tedesco, nato nel 1956 ha stabilito in che modo le fluttuazioni nelle concentrazioni di ioni calcio determinano il cambiamento in alcune proteine di membrana, aiutandole ad assumere la conformazione necessaria per agganciare le vescicole e dare il via al processo di fusione. Oggi è impegnato a capire in che modo i difetti nel trasporto vescicolare nel sistema nervoso possono favorire l’insorgere dell’Alzheimer, del Parkinson e dell’autismo, ma stato uno degli scopritori dell’Atorvastatina, uno dei più diffusi farmaci per combattere il colesterolo.