Un team internazionale di ricercatori, guidato dall'Università del Massachusetts Amherst, ha recentemente annunciato sulla rivista Current Biology che un'ameba chiamata Naegleria ha sviluppato insiemi di tubuline più distinti, utilizzati per specifici processi cellulari, di quanto si pensasse in precedenza. La loro intuizione ha una serie di implicazioni, che vanno dallo sviluppo di trattamenti per le infezioni che mangiano il cervello alla comprensione migliore di come la vita sulla terra si sia evoluta in una tale enorme diversità.

Gran parte della vita sulla terra si basa su una serie di polimeri chiamati microtubuli, composti da tubulina, per completare un'ampia gamma di compiti all'interno delle loro cellule. Questi microtubuli sono come i 2x4 della cellula e vengono utilizzati in tutto, dall'aiutare la cellula a muoversi, al trasporto di cibo e rifiuti all'interno della cellula e al supporto strutturale della cellula.

I microtubuli aiutano anche nella mitosi, che è quando una singola cellula si divide in due duplicando prima i suoi cromosomi e poi tirando ciascun set ai lati opposti della cellula prima di dividersi in due. Uno dei momenti chiave della mitosi è quando un fuso, costituito da microtubuli, afferra i cromosomi e aiuta a separarli in due insiemi identici.

È qui che entra in gioco Naegleria. I biologi sapevano in precedenza che Naegleria utilizza un tipo specifico di tubulina durante la mitosi. Ma il nuovo studio, guidato da Katrina Velle, post-dottorato in biologia presso UMass Amherst e autrice principale dell'articolo, mostra che Naegleria impiega anche tre tubuline distinte aggiuntive specificamente durante la mitosi. Una coppia di tubuline viene utilizzata solo durante la mitosi, mentre l'altra, la tubulina flagellata, è specializzata nel movimento cellulare. Gli autori dello studio hanno quindi confrontato le tubuline e le strutture che costruiscono tra loro e quelle delle specie più comunemente studiate.

Le implicazioni di questo lavoro sono entusiasmanti e vanno dal pratico al teorico. Ad esempio, il team ha studiato una specie di Naegleria, Naegleria gruberi, che è strettamente imparentata con Naegleria fowleri, un'ameba che può mangiarti il ​​cervello. "Se riusciamo a comprendere la biologia di base di Naegleria", afferma Velle, "possiamo imparare a ucciderla ideando farmaci che colpiscono le tubuline uniche dell'ameba".

Ma Naegleria ci aiuta anche a comprendere le regole di base che governano la vita sulla terra. "Tutti gli organismi devono replicarsi da soli", afferma Lillian Fritz-Laylin, professoressa di biologia presso UMass Amherst e autrice senior dell'articolo. "Sappiamo come funzionano i processi di replicazione per alcune cellule, ma c'è un insieme enorme che non capiamo. Naegleria ci permette di testare le regole che gli scienziati hanno escogitato per vedere se sono valide qui."

Per condurre la propria ricerca, il team si è affidato in parte alle apparecchiature di microscopia all'avanguardia presso l'Istituto per le scienze della vita applicate (IALS) di UMass Amherst, che combina competenze approfondite e interdisciplinari da 29 dipartimenti del campus di UMass Amherst per tradurre ricerca fondamentale di innovazioni a beneficio della salute e del benessere dell'uomo. Il team ha coltivato le cellule di Naegleria, le ha colorate con diverse sostanze chimiche in modo che le tubuline si illuminassero, quindi ha scattato fotografie 3D ad altissima risoluzione, che hanno permesso loro di misurare, contare e analizzare le diverse strutture dei microtubuli.

"Ho trascorso la maggior parte della mia carriera a studiare i fusi mitotici di cellule più comuni, come le cellule di mammiferi", afferma Patricia Wadsworth, professoressa di biologia presso UMass Amherst e uno degli autori senior dell'articolo. "Gli strumenti della biologia moderna ci consentono di esplorare cellule più diverse, come la Naegleria, che è per certi versi simile, ma anche molto diversa."

"La gente spesso pensa alla tecnologia che guida la scienza", afferma Fritz-Laylin. "Ma in questo caso, le domande a cui stiamo cercando di rispondere sono così fondamentali per il modo in cui opera la vita sulla terra, e di tale interesse per così tante specialità scientifiche, che avevamo bisogno di riunire un team internazionale di vari esperti. In questo caso, la collaborazione , il lavoro di squadra e una comunicazione efficace hanno guidato la scienza."