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"
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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