Un proteoma funzionale è di fondamentale importanza per tutte le cellule e gli organismi. Le vie cellulari coinvolte nel mantenimento dell’integrità del proteoma sono collettivamente denominate rete di proteostasi. Questa rete coordina la sintesi proteica, la piegatura, la localizzazione, la modifica, l’assemblaggio e il turnover. I meccanismi di controllo di qualità assicurano la degradazione della proteina misfolded per impedire l’aggregazione e gli effetti deleteri delle proteine disfunzionali. La rete di proteostasi si adatta dinamicamente per soddisfare i requisiti della cellula. Condizioni che portano ad un aumento del misfolding proteico, come lo shock termico, innescano percorsi di risposta allo stress, che in genere riducono la sintesi proteica e aumentano la capacità cellulare di ripiegamento e degradazione delle proteine. Oltre a questa funzione omeostatica, i percorsi di risposta allo stress possono innescare l’apoptosi in risposta allo stress prolungato.

La rete di proteostasi è anche sfidata o ricablata in una vasta gamma di stati patologici, tra cui il cancro e le malattie neurodegenerative, rendendolo un bersaglio terapeutico attraente. Tuttavia, le dimensioni, la complessità, la natura dinamica e la ridondanza parziale della rete presentano ostacoli formidabili all’indagine con metodi tradizionali. La piattaforma di genomica funzionale che abbiamo sperimentato ci posiziona in modo univoco per affrontare questa sfida e per chiarire i meccanismi e gli obiettivi terapeutici nella rete di proteostasi.