Caratterizzazione degli eventi di riconoscimento molecolare e regolazione nei signalosomi della retina

Uno dei misteri più affascinanti della percezione visiva risiede nelle precise funzioni degli intricati circuiti molecolari della retina. I contatti sinaptici tra diversi tipi di cellule consentono la trasformazione dei segnali luminosi in precisi messaggi chimici, che raggiungono infine il nostro cervello. Tuttavia, per molte di queste macromolecole chiave, le nostre attuali conoscenze sono estremamente limitate. Nel nostro progetto utilizziamo le tecnologie in vitro più avanzate per caratterizzare le strutture, le interazioni e le funzioni di reti proteiche recentemente scoperte, chiamate “segnalasomi”, essenziali per la percezione visiva, in particolare per la visione notturna. Il nostro obiettivo è raccogliere informazioni per fornire una mappatura molecolare accurata delle interazioni alla base di queste proteine ​​fondamentali e, allo stesso tempo, chiarire i difetti molecolari che causano rare malattie della vista incurabili, come la cecità notturna congenita stazionaria. Prevediamo che i nostri risultati apriranno la strada a nuove ed entusiasmanti opportunità per l’utilizzo e lo sfruttamento di queste molecole in future applicazioni biomediche.

La figura mostra uno schema riassuntivo dei nostri obiettivi di ricerca nella retina, all’interfaccia sinaptica tra fotorecettori e cellule bipolari.

Pikachurina e le sue interazioni con GPR179– Nella retina, i fotorecettori formano contatti sinaptici con le cellule bipolari di tipo ON per garantire un’efficiente trasmissione sinaptica. La pikachurina, un proteoglicano della matrice extracellulare e ligando distroglicano con caratteristiche fortemente simili a quelle del suo omologo ampiamente diffuso, l’agrina, collega un complesso presinaptico sul fotorecettore con il recettore orfano postsinaptico GPR179. Abbiamo affrontato la caratterizzazione strutturale e funzionale dei frammenti N- e C-terminali della pikachurina e, in collaborazione con il gruppo di Kirill Martemyanov presso lo Scripps in Florida, abbiamo studiato i contatti molecolari extracellulari che consentono l’interazione tra il dominio EGF3 C-terminale della pikachurina e l’ectodominio di GPR179. I nostri risultati forniscono informazioni su come la pikachurina posiziona con precisione GPR179 a livello delle sinapsi per garantire la neurotrasmissione.

La figura mostra una rappresentazione schematica della ricostruzione CryoEM dei frammenti extracellulari del GPR179 dimerico (blu e verde) che formano complessi 2:2 con i domini EGF3 C-terminali della Pikachurina umana.