Ecco come le cellule mangiano - nuove immagini ad alta definizione di laboratorio lo rivelano

 

Ecco come le cellule mangiano - nuove immagini ad alta definizione di laboratorio lo rivelano

Un nuovo studio mostra come le membrane cellulari si curvano per creare le "bocche" che permettono alle cellule di consumare le cose che le circondano.


"Proprio come le nostre abitudini alimentari modellano fondamentalmente qualsiasi cosa nel nostro corpo, il modo in cui le cellule "mangiano" conta per la salute delle cellule", ha detto Comert Kural, professore associato di fisica alla Ohio State University e autore principale dello studio. "E gli scienziati non avevano, fino ad ora, capito la meccanica di come ciò avvenisse".


Lo studio, pubblicato il mese scorso sulla rivista Developmental Cell, ha scoperto che il macchinario intercellulare di una cellula si assembla in una struttura altamente curva simile a un cesto che alla fine cresce in una gabbia chiusa. Gli scienziati avevano precedentemente creduto che la struttura iniziasse come un reticolo piatto.


La curvatura della membrana è importante, ha detto Kural: Controlla la formazione delle tasche che trasportano le sostanze dentro e fuori da una cellula.


Le tasche catturano le sostanze intorno alla cellula, formandosi intorno alle sostanze extracellulari, prima di trasformarsi in vescicole - piccole sacche grandi un milionesimo di un globulo rosso. Le vescicole trasportano cose importanti per la salute di una cellula - le proteine, per esempio - all'interno della cellula. Ma possono anche essere dirottati da agenti patogeni che possono infettare le cellule.


Ma la questione di come queste sacche si siano formate da membrane che in precedenza si credeva fossero piatte ha ostacolato i ricercatori per quasi 40 anni.


"Era una controversia negli studi cellulari", ha detto Kural. "E siamo stati in grado di utilizzare l'imaging a fluorescenza di super-risoluzione per guardare effettivamente queste tasche formarsi all'interno di cellule vive, e così abbiamo potuto rispondere alla domanda su come vengono create".


"In poche parole, in contrasto con gli studi precedenti, abbiamo fatto filmati ad alta risoluzione delle cellule invece di scattare istantanee", ha detto Kural. "I nostri esperimenti hanno rivelato che le impalcature proteiche iniziano a deformare la membrana sottostante non appena vengono reclutate nei siti di formazione delle vescicole".


Questo contrasta con le ipotesi precedenti che le impalcature proteiche di una cellula dovevano passare attraverso una riorganizzazione ad alta intensità energetica per far curvare la membrana, ha detto Kural.


Il modo in cui le cellule consumano ed espellono le vescicole gioca un ruolo chiave per gli organismi viventi. Il processo aiuta a eliminare il colesterolo cattivo dal sangue e trasmette anche segnali neurali. Il processo è noto per essere interrotto in diverse malattie, tra cui il cancro e il morbo di Alzheimer.


"Capire l'origine e la dinamica delle vescicole legate alla membrana è importante - possono essere utilizzate per la consegna di farmaci per scopi medicinali, ma allo stesso tempo, dirottate da agenti patogeni come i virus per entrare e infettare le cellule", ha detto Kural. "I nostri risultati sono importanti, non solo per la nostra comprensione dei fondamenti della vita, ma anche per sviluppare migliori strategie terapeutiche".


Emanuele Cocucci, assistente professore nel College of Pharmacy dell'Ohio State, è co-autore di questo studio, insieme a ricercatori della UC Berkeley, UC Riverside, Iowa State University, Purdue University e l'Accademia cinese delle scienze.

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