Cellule

Per la prima volta una ricerca della Sissa e del Cnr fa luce con simulazioni atomistiche sul funzionamento di un complesso sistema cellulare, composto da proteine e Rna, i cui difetti sono coinvolti in più di 200 malattie.

Un passo fondamentale per lo sviluppo di possibili farmaci. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Pnas.(1)

Una raffinata simulazione al computer ha permesso ai ricercatori della Sissa e dell’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iom) di far luce, per la prima volta al mondo a livello atomico, sul funzionamento di un sistema biologico importantissimo, il cui nome è spliceosoma, che lavora come il più abile maestro di atelier. Lo spliceosoma è composto da 5 filamenti di RNA e centinaia di proteine. I ricercatori hanno scoperto che tra questi elementi la proteina Spp42 del lievito (la cui corrispondente nell’uomo si chiama Prp8) coordina i diversi componenti che, tutti assieme, maneggiano i loro strumenti di sartoria per portare a termine un minutissimo processo di taglia e cuci grazie al quale l’informazione genetica può essere correttamente trasformata in un prodotto di perfetta fattura e quindi funzionante, come le proteine. Un processo cellulare molto delicato, il cui difetto è alla base di più 200 malattie nell’uomo, tra cui alcuni tipi di cancro. La comprensione del funzionamento delle componenti dello spliceosoma potrebbe essere di basilare importanza per la cura di queste patologie, ad esempio per lo sviluppo di nuovi farmaci in grado di regolare e modulare l’attività di questi ‘sarti molecolari’. La ricerca è appena stata pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America (Pnas).

Il ‘taglia e cuci’ dell’informazione genetica

Per dar vita al suo prodotto finale, un gene deve essere prima di tutto copiato da uno specifico apparato. La copia, denominata RNA messaggero o mRNA, è incaricata di trasportare l’informazione contenuta nel DNA agli altri apparati della cellula dove viene trasformata in proteine.

Alcune cellule del sangue possono essere trasformate in neuroni in un laboratorio senza la necessità di essere “riprogrammate” sulle cellule staminali. Per questo, solo un “cocktail” di quattro proteine è sufficiente per ottenere circa 50.000 neuroni di un solo millilitro di sangue in tre settimane.

Lo studio, pubblicato sulla rivista dell'American Academy of Sciences (PNAS),(1) aiuterà a comprendere le cause della schizofrenia e dell'autismo.

Coordinati da Marius Wernig,(2) i ricercatori della Scuola di Medicina della Stanford university(3) hanno utilizzato un processo chiamato “transdifferenziazione”, che consente la trasformazione diretta da un tipo di cellula all'altro senza prima passare attraverso lo stadio di cellule staminali.

Il sangue - spiega Marius Wernig - è uno dei campioni biologici più facili da ottenere. Praticamente tutti i pazienti ospedalizzati lasciano un campione del loro sangue e molti di questi sono congelati e conservati per studi futuri. Deve essere chiarito che la tecnica può essere utilizzata anche in campioni di sangue congelati in laboratorio, consentendo di studiare le attività neuronali di un gran numero di persone.

Il team di scienziati ha utilizzato in particolare cellule del sangue “T”, strateghe del sistema immunitario in grado di riconoscere e attaccare cellule infette di virus o tumori.

È stata una sorpresa anche per noi - continua Wernig - vedere come le cellule “T” si sono trasformate in pochi giorni in neuroni, nonostante la diversa forma dei due tipi di cellule.

Il gusto è il primo senso a svilupparsi nei neonati. In ogni individuo la percezione dei cinque sapori fondamentali (dolce, amaro, acido, salato, umami) è legata ai recettori specializzati sparsi in zone diverse della lingua.

Anche saper distinguere tra cibo desiderabile e cibo potenzialmente pericoloso è però una capacità fondamentale per sopravvivere, che tutti gli organismi, incluso l'uomo, devono possedere. Secondo gli studiosi, la capacità di riconoscere istintivamente gli alimenti commestibili risale alla preistoria: l'uomo sarebbe dotato di una memoria genetica, costruita durante l'evoluzione, che gli consente di riconoscere cosa gli fa bene e cosa gli fa male. La nostra capacità di percepire, riconoscere e scegliere i cibi dipende però, oltre che da questa eredità genetica, anche da variabili fisiologiche e dall'esperienza.

Un contributo per capire come gli animali individuino il cibo e lo distinguano da altri stimoli presenti nell'ambiente e come funzionino le cellule responsabili di queste risposte è stato dato dal nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans), un verme lungo un millimetro, utilizzato per molteplici studi grazie alla sua versatilità sperimentale.