Pubblicato il: 24/11/2017

Immagini microscopiche di un oocita di Drosophila - Foto di M. Drechsler, F. Giavazzi, R. Cerbino, I. Palacios

"Nature Communications" pubblica uno studio sperimentale del dipartimento Biotecnologie mediche e Medicina traslazionale dell'Università Statale e dipartimento di Zoologia dell'Università di Cambridge che getta una luce nuova sui meccanismi interni al "trafficato mondo dei trasporti" sub-cellulare.

L'interno di ogni cellula è un affollatissimo laboratorio biochimico, dove migliaia di composti, sostanze, nutrienti e messaggi sono continuamente trasportati da un compartimento all'altro per essere trasformati, assemblati, riciclati e letti.

Nature Communications pubblica uno studio sperimentale del dipartimento Biotecnologie mediche e Medicina traslazionale dell'Università Statale e dipartimento di Zoologia dell'Università di Cambridge che getta una luce nuova sui meccanismi interni al "trafficato mondo dei trasporti" sub-cellulare.

I più piccoli, come i sali ad esempio, si muovono abbastanza liberamente all'interno della cellula, compiendo una sorta di moto Browniano (moto diffusivo): si muovono a caso ma, statisticamente, prima o poi arrivano dove sono richiesti.

Per oggetti un po' più grandi come le vescicole, "sacche" grandi circa un micron e contenenti varie sostanze, l'interno della cellula è talmente denso e viscoso (circa mille volte più viscoso dell’acqua) che bisognerebbe aspettare giorni per "muovere" una vescicola da un estremo all'altro della cellula.

Per questo motivo esiste all'interno della cellula un meccanismo di trasporto diretto basato su una fitta rete di "autostrade" (i microtubuli) sulle quali le vescicole, agganciandosi a specifiche "navette" (i motori molecolari), possono percorrere traiettorie rettilinee, risparmiando così moltissimo tempo.

In cellule particolarmente grandi è spesso presente un altro meccanismo di trasporto (trasporto advettivo). In questo caso, tutto l'interno fluido della cellula è mobilizzato generando veri e propri flussi che rimescolano e trasportano il materiale all'interno della cellula.

Nello studio appena pubblicato, quindi, il team di ricerca - combinando diverse tecniche di microscopia che permettono di visualizzare separatamente strutture differenti all'interno della cellula (un oocita di Drosophila melanogaster, un organismo modello molto studiato dai biologi) - è riuscito addirittura a filmare, in alta risoluzione, il comportamento dinamico di tali strutture evidenziando che sia il trasporto diretto che quello advettivo delle vescicole è legato alla presenza dei microtubuli.

Inoltre, grazie all'impiego di una metodologia innovativa di analisi dei filmati sviluppata alcuni anni fa proprio all'Università Statale di Milano, è stato possibile analizzare per la prima volta il moto della rete di filamenti di actina che, insieme ai microtubuli, costituiscono lo scheletro della cellula, dimostrando che il suo incessante "ribollire" ha un profondo effetto sul comportamento sulle vescicole imbrigliate tra le sue maglie (diffusione attiva).

Questo tipo di moto casuale è molto efficace nel trasportare le vescicole su piccole distanze, con un'efficienza addirittura superiore rispetto al trasporto advettivo ed è strettamente legato all'attività metabolica della cellula: "staccando l'interruttore" energetico della cellula (togliendole l'ATP) tutto si arresta.

Contatti

  • Roberto Cerbino
    DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE MEDICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE

    ROBERTO.CERBINO@UNIMI.IT

    0250330354

    0250330330

  • Fabio Giavazzi
    DIPARTIMENTO DI BIOTECNOLOGIE MEDICHE E MEDICINA TRASLAZIONALE

    Fabio.Giavazzi@unimi.it