lunedì 26 marzo 2012

da Repubblica curiosità sulle nostre cellule nervose


CERVELLO
Le nostre cellule nervose
"nuotano e gattonano"
Riescono a creare nuove sinapsi - spiega uno studio italiano della Sissa pubblicato sui Pnas - solo spostandosi simultaneamente e lo fanno a velocità costante. Determinante è la struttura: è "l'impalcatura" che, crescendo, genera il movimento spingendo la membrana cellulare

Le nostre cellule nervose "nuotano e gattonano"

Le nostre cellule nervose "nuotano e gattonano"TRIESTE - L'unione fa la forza, ed è vero anche per la crescita delle cellule nervose: riescono a creare nuove connessioni fra loro solo muovendosi simultaneamente nuotando o "gattonando" e lo fanno a velocità quasi costante, indipendentemente dalle forze esterne che si oppongono al loro spostamento. La scoperta, pubblicata sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli Stati Uniti, è italiana e si deve ad un gruppo della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Sissa) di Trieste.

Il risultato è nato dalla collaborazione fra matematici, fisici ed esperti di neuroscienze. Luca Cardamone e Antonio De Simone, Alessandro Laio, Rajesh Shahapure e Vincent Torre hanno sviluppato un modello teorico per simulare la crescita delle cellule che, organizzandosi in strutture compatte, si muovono "gattonando". Le cellule possono muoversi, secondo De Simone, "nuotando o gattonando. Per muoversi in quest'ultimo modo è determinante la loro struttura. E' "l'impalcatura" delle cellule (chiamata citoscheletro) che, crescendo, genera il movimento spingendo la membrana cellulare. Il movimento, spiegano i ricercatori, ricorda quello di una persona che cammina all'interno di una palla: le braccia che spingono corrispondono al citoscheletro, la palla alla membrana cellulare. Lo stesso meccanismo chimico di spinta e crescita è alla base delle metastasi, della reazione del sistema immunitario e della cicatrizzazione delle ferite.

Partendo dall'ipotesi che le proteine che costituiscono l'impalcatura cellulare (chiamate actine) si auto-organizzano in strutture compatte, i ricercatori triestini hanno riprodotto al computer il movimento del citoscheletro. Dallo studio emerge che la meccanica delle forze ha un ruolo determinante nell'innescare il processo di crescita, che è stato studiato dai ricercatori della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati.

"Quantitativamente è la meccanica a spiegare la geometria della struttura del citoscheletro: le proteine che lo formano - spiegano i ricercatori - si compattano in una struttura in cui ciascun ramo è sostenuto dagli altri e lo sforzo è uniformemente distribuito. I rami di crescita spingono sempre in modo simmetrico rispetto alla direzione in cui avanza la struttura e per questo riescono ad avanzare senza rompersi".

Dallo studio si evince che la struttura in cui si compattano le actine è il risultato di un processo di selezione darwininana: se i filamenti crescessero isolati si spezzerebbero. Il meccanismo di sincronizzazione non è stabilito a priori ma emerge spontaneamente con la trasmissione degli sforzi.

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