Sviluppo di biosensori basati sulla proteina fluorescente NeonGreen per lo studio delle dinamiche calcio mitocondriali

I biosensori sono strumenti molecolari progettati per rilevare specifiche sostanze o attività presenti nelle cellule. In particolare i “sensori calcio codificati geneticamente” (qui chiamati “Genetically encoded calcium indicators”, GECI), vengono utilizzati in ambito di ricerca per rilevare e misurare variazioni di concentrazione dello ione calcio (〖Ca〗^(2+)) intracellulare. Essi assumono quindi un ruolo decisivo nello studio di una vasta gamma di processi fisiologici e patologici. Lo ione calcio è infatti un secondo messaggero responsabile della regolazione di importanti meccanismi come la contrazione muscolare, la trasmissione nervosa e il rilascio di ormoni, oltre all’induzione della morte cellulare. Un’alterazione della segnalazione del 〖Ca〗^(2+) è alla base di numerose patologie ed è cruciale indagare tramite tecnologie sempre più all’avanguardia il suo ruolo cellulare. La tecnologia dei GECI è solitamente basata su proteine fluorescenti, come la Green Fluorescent Protein (GFP), che cambiano le loro proprietà ottiche in risposta al legame con il 〖Ca〗^(2+), e che possono essere indirizzate in specifici compartimenti subcellulari. Recentemente sono state realizzate delle sonde con l’obbiettivo di raggiungere una maggior efficienza e sensibilità, basate sulla proteina NeonGreen, le cui proprietà ottiche sono superiori rispetto alla classica GFP. Sono stati qui utilizzati due diversi GECI basati su NeonGreen, chiamati NEMO e NG-GECO. I due biosensori sono stati ingegnerizzati in modo da direzionarli nella matrice mitocondriale, con il fine di monitorare con elevato dettaglio le dinamiche calcio all’interno di questo organello.