Una diminuzione degli aminoacidi può causare la produzione di proteine che promuovono l’autofagia.
Gli aminoacidi sono essenziali per la salute delle cellule, e centrali nel regolare il metabolismo, l’espressione genica e la sintesi delle proteine. Una carenza di aminoacidi può innescare diversi meccanismi di sopravvivenza, tra cui un programma di ‘traduzione proteica indotta da carenza di nutrienti’. In questi casi, la cellula risparmia energia bloccando la sintesi delle proteine e riciclando le componenti cellulari (autofagia) per generare energia. Resta però da chiarire come la cellula bilanci questi processi.
Maria Antonietta De Matteis e Diego di Bernardo, dell’Istituto Telethon di Genetica e Medicina di Napoli, insieme ad altr ricercatori italiani e statunitensi, hanno identificato una proteina regolatrice che ha un ruolo essenziale nel modulare la sintesi proteica e nel mantenere in equilibrio l’autofagia in condizioni di carenza di nutrienti.
La carenza di aminoacidi modifica le vie di segnalazione legate allo stress. Questi cambiamenti eliminano la proteina chiave elF2α coinvolta nell’avvio della sintesi proteica. Allo stesso tempo, si attiva un gruppo di fattori di trascrizione che amplificano l’espressione dei geni dell’autofagia. Tuttavia, i geni coinvolti nel programma di ‘affamamento’ devono essere tradotti in proteine che promuovano l’autofagia stessa e la biosintesi di organelli – come i lisosomi– che digeriscono le componenti cellulari.
I ricercatori hanno scoperto che uno dei fattori di trascrizione, TFEB, regola l’espressione del gene GADD34 e della sua proteina associata nelle prime fasi di affamamento. Dopodiché GADD34 riattiva elF2α per consentire esclusivamente la sintesi delle proteine indispensabili, e modula anche l’autofagia. Il team ha dimostrato che le cellule con il gene GADD34 disattivato (knocked out) manifestavano processi di autofagia alterati.
“Questa scoperta aggiunge una nuova tessera al puzzle di come la cellula coordini molteplici vie di segnalazione e regolative per conservare l’omeostasi in presenza di perturbazioni ambientali”, spiega di Bernardo. “Inoltre ci mette a disposizione GADD34 come nuovo bersaglio per modulare l’autofagia a scopo terapeutico, nelle malattie neurodegenerativi e nei tumori”.
