Riassunto analitico
Le proteine sono macromolecole biologiche costituite da aminoacidi derivanti dal processo di traduzione dell’RNA messaggero. Per poter esplicare la propria attività biologica, le proteine devono ripiegarsi per assumere specifiche conformazioni e vanno incontro a numerose modifiche, dette modifiche post-traduzionali. Il processo di ripiegamento della catena polipeptidica di nuova sintesi è chiamato processo di “folding" e permette di ottenere la conformazione più stabile e biologicamente attiva, detta forma “nativa”. Per mantenere un livello di folding proteico corretto, la cellula ha sviluppato meccanismi che permettono l’eliminazione delle proteine non correttamente ripiegate o non più necessarie. L’obiettivo è mantenere la corretta omeostasi funzionale delle proteine (proteostasi). Questa funzione è svolta dal sistema di controllo di qualità proteico (PQC). Le modifiche post-traduzionali (PTMs) possono regolare la stabilità o la funzione delle proteine. Una di queste modifiche è la SUMOilazione la quale permette la coniugazione ad una proteina target di una molecola proteica chiamata Small Ubiquitin-Like Modifier (SUMO). Nell’uomo esistono 5 diverse isoforme di SUMO: SUMO1, SUMO2, SUMO3, SUMO4 e SUMO5. Queste vengono coniugate alla proteina target attraverso un legame isopeptidico. Questa modifica post-traduzionale avviene ad opera di una triade enzimatica che coinvolge l’azione di E1, E2 ed E3 ligasi. Questi enzimi svolgono un’azione sinergica e possono portare ad una monoSUMOilazione, ad una multiSUMOilazione o poliSUMOilazione dei substrati. La SUMOilazione serve per regolare numerosi processi biologici, tra i quali la formazione e disassemblaggio di alcuni condensati molecolari, ovvero complessi eterogenei non delimitati da membrane (condensati molecolari). Come la cellula sia in grado di generare, mantenere e regolare in maniera precisa queste strutture non è ancora chiaro. Dal 2010 ad oggi numerosi passi avanti hanno permesso di capire che queste strutture si formano grazie ad un processo biofisico chiamato separazione di fase liquido-liquido (LLPS). Un esempio di condensati è quello dei granuli da stress (Stress Granules, SGs). Sono strutture che contengono proteine e mRNA e si formano in risposta ad una condizione di stress e non appena questa condizione sparisce vengono disassemblati fino alla dissoluzione completa. La formazione e il disassemblaggio dei condensati possono essere modulati anche da modifiche post-traduzionali. Studi recenti hanno dimostrato che la dissoluzione dei granuli da stress è un processo altamente regolato. È stata dimostrata una stretta correlazione tra la modifica post-traduzionale della SUMOilazione e il dinamismo dei granuli da stress, confermando il ruolo di questa modifica nel loro disassemblaggio. Con queste premesse in questo elaborato di tesi siamo andati a studiare il coinvolgimento dei membri di una classe di E3 ligasi, la famiglia delle Protein Inhibitor of Activated Stat (PIAS) nella modulazione del dinamismo dei granuli da stress. Attraverso esperimenti di silenziamento genico abbiamo soppresso in maniera selettiva l’espressione (quindi indirettamente l’attività) di PIAS1, PIAS3 e PIAS4. Attraverso RT-qPCR e Western Blotting siamo riusciti a quantificare i livelli di silenziamento. Siamo andati poi a valutare l’implicazione degli enzimi PIAS1, PIAS3 e PIAS4 nella formazione e nella dissoluzione dei granuli da stress. I granuli da stress sono stati indotti attraverso il trattamento con sodio arsenite. È stata valutata l’influenza della deplezione selettiva di PIAS1, PIAS3 e PIAS4 nella formazione e nel disassemblaggio dei condensati, tramite immunofluorescenza e microscopia, sfruttando come marcatore dei granuli da stress il loro componente chiave G3BP1.
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