Perché studiamo il recettore del wasabi

Hanno impiegato anni di ricerche, ma alla fine gli scienziati americani della University of California di San Francisco (Ucsf) hanno trovato quello che cercavano: la struttura di TrpA1, il “recettore del wasabi”, che è alla base del processo che genera bruciore nasale e lacrimazione quando si mangia questo ravanello giapponese piccante, tipico della cucina giapponese. Il loro studio è stato pubblicato su Nature.

TrpA1 è una proteina che si trova sulla membrana delle cellule nervose ed è attivato da agenti esterni irritanti (come il wasabi e i gas lacrimogeni) o da agenti interni, come i segnali che stimolano il dolore in risposta a danno tissutale o infiammazione. Il ravanello giapponese, da cui si estrae il wasabi, è ricco di isotiocianato di allile, molecola che le piante usano in natura per difendersi dai predatori. In presenza di questa molecola considerata nociva, TrpA1 si attiva scatenando un impulso di avvertimento sotto forma di bruciore e lacrimazione.

“Il sistema del dolore serve per avvertirci dei pericoli”, spiega David Julius, professore della Ucsf e primo autore dello studio. “Ma anche per attivare meccanismi protettivi”. Nonostante il TrpA1 sia un recettore conosciuto da anni, è stato impossibile in passato riuscire a osservare la sua struttura. Data la necessità di un’immagine con risoluzione altissima, solo pochi angstrom, si sarebbe potuta usare la cristallografia a raggi x, ma per farlo sarebbe stato necessario cristallizzare TrpA1, un processo lungo (ottenere un cristallo utilizzabile può richiedere anni) che non è mai stato effettuato con successo su proteine di membrana.

Per risolvere il problema il team di ricercatori della Ucsf ha utilizzato una tecnica chiamata Cryo-electron microscopy (cryo–Em), in cui le proteine vengono bombardate con elettroni mentre sono imprigionate in un sottile strato di ghiaccio, quasi una lastra di vetro, in cui l’acqua non è ancora del tutto cristallizzata. “Visto che era troppo difficile cristallizzare le molecole – afferma Yifan Cheng, co-autore dello studio – abbiamo deciso di provare con la cryo-Em, in modo da aggirare il problema”.

E finalmente, i ricercatori sono riusciti a svelare la struttura di TrpA1, una scoperta che promette di gettare luce sui meccanismi fisiologici che ci fanno percepire il dolore. “Conoscevamo l’importanza di TrpA1 nella risposta a dolore da infiammazione, prurito e irritazioni esterne; per questo – sottolinea Julius – conoscere come lavora il recettore può aiutarci a comprendere meglio i meccanismi di base del dolore”.

L’identificazione della struttura di un recettore ha inoltre fondamentali ricadute in campo farmaceutico, perché permette ai ricercatori di disegnare una molecola adatta a interagire conesso. Secondo i ricercatori della Ucsf in futuro queste nuove conoscenze su TrpA1 potrebbero indirizzare verso la realizzazione di nuovi farmaci analgesici.

Riferimenti: Nature DOI: 10.1038/nature14367

Credits immagine: Danaimge