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Il ruolo di ITSN1 nella funzione cellulare

La ricerca svela come ITSN1 aiuta nell'assorbimento dei nutrienti nelle cellule e nella comunicazione.

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Il ruolo critico di ITSN1Il ruolo critico di ITSN1nelle cellulecorretta endocitosi.ITSN1 coordina le proteine per una
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Le cellule sono i mattoni della vita e svolgono tanti compiti importanti per mantenere in funzione gli organismi. Uno di questi compiti è un processo chiamato Endocitosi mediata da clatrina (CME). Questo processo aiuta le cellule ad assorbire nutrienti e comunicare segnali. Coinvolge molte Proteine che lavorano insieme per formare piccole bolle, o Vescicole, che catturano materiali dall'esterno della cellula.

Passaggi della CME

La CME avviene in diversi passaggi:

  1. Inizio: Il processo inizia con la raccolta di proteine sulla superficie della cellula.
  2. Stabilizzazione: Dopo, le proteine raccolte aiutano a stabilizzare il sito.
  3. Maturazione: Poi, la vescicola si prepara a formarsi.
  4. Scissione della Vescicola: La vescicola viene infine staccata dalla membrana cellulare.
  5. Rimozione del rivestimento: Le proteine vengono rimosse dalla vescicola, permettendole di muoversi dentro la cellula e rilasciare il suo contenuto.

I ricercatori hanno fatto progressi nel capire come funzionano questi passaggi, ma c'è ancora molto da imparare su come le varie proteine si uniscono e quali ruoli giocano in momenti diversi.

Ruolo dell'Intersectina1 (ITSN1)

Una proteina importante in questo processo è l'Intersectina1, o ITSN1. Questa proteina funge da connettore, collegando altre proteine per coordinare le loro azioni. ITSN1 esiste in due forme principali: la versione più corta, che si trova in molte cellule, e una forma più lunga che si trova principalmente nelle cellule nervose.

Gli scienziati credono che ITSN1 possa essere fondamentale per stabilizzare i siti di CME una volta formati. C'è un dibattito su se ITSN1 sia più coinvolto nell'iniziare il processo o nel renderlo stabile una volta avviato. Alcuni esperimenti hanno dimostrato che quando c'è meno ITSN1, le fasi iniziali della CME avvengono più velocemente ma non portano a una corretta formazione delle vescicole.

Osservare ITSN1 in azione

Per avere un'idea più chiara di come si comporta ITSN1 durante la CME, i ricercatori hanno usato tecniche avanzate per osservarlo in cellule vive. Hanno modificato le cellule in modo che ITSN1 potesse essere visto insieme ad altre proteine coinvolte nella CME. Monitorando quando e dove appariva ITSN1 in relazione a queste proteine, i ricercatori hanno scoperto che ITSN1 di solito appariva subito dopo un'altra proteina chiamata AP2.

Queste osservazioni suggeriscono che ITSN1 è più coinvolto nella stabilizzazione dei siti di CME piuttosto che nell'iniziarli. Questo rafforza l'idea che il ruolo di ITSN1 sia quello di garantire che tutto proceda senza intoppi una volta iniziata la formazione iniziale.

Come ITSN1 influisce sulla CME

Per capire meglio la funzione di ITSN1, i ricercatori hanno condotto esperimenti in cui hanno ridotto la quantità di ITSN1 nelle cellule. Hanno scoperto che con meno ITSN1, l'attività iniziale di cattura delle vescicole aumentava, ma le fasi successive di formazione delle vescicole erano meno efficienti. Questo indica che ITSN1 è essenziale per mantenere il processo e garantire che porti a una corretta formazione delle vescicole.

Quando gli esperimenti hanno confrontato cellule normali con cellule con ridotto ITSN1, hanno constatato che gli eventi di CME "autentici", in cui le vescicole si formano e vengono rilasciate correttamente, erano meno numerosi nelle cellule con meno ITSN1. Questo suggerisce che ITSN1 gioca un ruolo cruciale nell'aiutare le proteine a unirsi nei siti di CME.

ITSN1 e altre proteine

Ulteriori studi hanno dimostrato che quando i ricercatori hanno spostato artificialmente ITSN1 in altre parti della cellula, poteva comunque attrarre altre proteine coinvolte nella CME. Questa è stata una scoperta importante, poiché indicava che il ruolo di ITSN1 va oltre la semplice stabilizzazione dei siti; attrae attivamente altre proteine, creando una rete che supporta il processo di CME.

È interessante notare che quando sono stati condotti esperimenti simili con un'altra proteina ritenuta coinvolta nella CME (chiamata EPS15), essa formava diversi aggregati e non attraeva le stesse proteine di ITSN1. Questo suggerisce che ITSN1 forma una rete unica distinta dalle altre proteine, che è importante per il corretto funzionamento del processo di endocitosi.

Ruoli distinti dei domini di ITSN1

ITSN1 è composto da diverse parti, ognuna con la propria funzione. Studiando varie sezioni della proteina ITSN1, i ricercatori hanno determinato quali parti erano necessarie per interazioni specifiche con altre proteine. Hanno scoperto che alcune parti erano essenziali per attrarre proteine coinvolte nell'avvio della CME, mentre altre erano necessarie per formare connessioni più avanti nel processo.

Attraverso queste indagini, è diventato chiaro che diverse aree di ITSN1 servono ruoli specifici, aiutando a coordinare l'attività di varie proteine nei momenti giusti durante la CME.

Conclusione

Questa ricerca evidenzia il ruolo cruciale di ITSN1 nell'endocitosi mediata da clatrina. ITSN1 non solo aiuta a stabilizzare i siti in cui si formano le vescicole, ma riunisce anche diverse proteine necessarie per l'intero processo.

Capire come funziona ITSN1 può offrire spunti su come le cellule assorbono nutrienti e comunicano tra loro. Solleva anche interrogativi su come i cambiamenti in ITSN1 possano influenzare le malattie, poiché alcuni studi lo hanno collegato a condizioni come l'autismo.

In sintesi, ITSN1 è un attore chiave nel garantire che il complesso processo di endocitosi mediata da clatrina avvenga correttamente, aiutando le cellule a funzionare e a rispondere al loro ambiente.

Fonte originale

Titolo: Intersectin1 promotes clathrin-mediated endocytosis by organizing and stabilizing endocytic protein interaction networks

Estratto: During clathrin-mediated endocytosis (CME), dozens of proteins are recruited to nascent CME sites on the plasma membrane. Coordination of endocytic protein recruitment in time and space is important for efficient CME. Here, we show that the multivalent scaffold protein intersectin1 (ITSN1) promotes CME by organizing and stabilizing endocytic protein interaction networks. By live-cell imaging of genome-edited cells, we observed that endogenously labeled ITSN1 is recruited to CME sites shortly after they begin to assemble. Knocking down ITSN1 impaired endocytic protein recruitment during the stabilization stage of CME site assembly. Artificially locating ITSN1 to the mitochondria surface was sufficient to assemble puncta consisting of CME initiation proteins, including EPS15, FCHO, adaptor proteins, the AP2 complex and epsin1 (EPN1), and the vesicle scission GTPase dynamin2 (DNM2). ITSN1 can form puncta and recruit DNM2 independently of EPS15/FCHO or EPN1. Our work redefines ITSN1s primary endocytic role as organizing and stabilizing the CME protein interaction networks rather than a previously suggested role in initiation and provides new insights into the multi-step and multi-zone organization of CME site assembly.

Autori: David G. Drubin, M. Jin, Y. Iwamoto, C. Shirazinejad

Ultimo aggiornamento: 2024-04-23 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590579

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590579.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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