Gli scienziati creano un nanomolla di DNA per misurare le proteine motrici legate alle malattie cerebrali

Le proteine motrici sono i motori cellulari che trasportano cargo essenziali in tutto il nostro organismo, e la loro disfunzione contribuisce alle malattie neurologiche e al declino legato all'invecchiamento. Comprendere come queste proteine generano forza è fondamentale per sviluppare trattamenti e mantenere la salute cellulare con l'avanzare dell'età.

I ricercatori hanno creato un innovativo nanospring di DNA origami per misurare le forze generate da KIF1A, una proteina motrice che si muove lungo i microtubuli. Le mutazioni di KIF1A causano la KAND, una grave malattia neurologica caratterizzata da ridotta forza e movimento della proteina. Le pinzette ottiche tradizionali applicano forze perpendicolari che causano il distacco di KIF1A, rendendo impossibili misurazioni accurate.

Il gruppo di ricerca ha progettato una molla molecolare fluorescente a base di DNA che applica forza parallelamente ai filamenti dei microtubuli. Questo design ha consentito misurazioni precise della forza di stallo anche per le proteine mutanti indebolite, che normalmente si distaccherebbero nelle condizioni di test standard. Il nanospring si estende visibilmente sotto l'effetto della forza, fornendo una quantificazione della forza in tempo reale.

I risultati hanno dimostrato la riuscita misurazione delle forze sia della KIF1A normale sia di quella mutante, rivelando come specifiche mutazioni riducano la potenza della proteina. Questa scoperta consente un'analisi dettagliata delle varianti patogene che in precedenza non erano misurabili.

Sul piano della longevità e della salute, questa tecnologia fa avanzare la nostra comprensione dei meccanismi di trasporto cellulare che declinano con l'età. La disfunzione delle proteine motrici contribuisce alle malattie neurodegenerative, e strumenti di misurazione più precisi potrebbero accelerare lo sviluppo di terapie mirate a queste vie biologiche. Il nanospring offre inoltre potenziali applicazioni per studiare altre proteine generatrici di forza coinvolte nei processi di invecchiamento.

I limiti includono la complessità della tecnica e la sua attuale restrizione ai contesti di laboratorio. Pur essendo promettente per le applicazioni di ricerca, la traduzione clinica richiede ulteriore sviluppo e validazione su sistemi proteici diversificati.