In un recente studio pubblicato sulla rivista "Nature Physics", i ricercatori dell'Università della California, a San Francisco, hanno utilizzato una combinazione di modellazione computazionale e tecniche sperimentali per studiare come le interazioni dei filamenti influenzano le reti cellulari. Si sono concentrati su un tipo specifico di rete di filamenti chiamata citoscheletro di actina, che svolge un ruolo chiave nella motilità cellulare, nella divisione e nel mantenimento della forma.
Il team ha sviluppato un modello computazionale che simulava il comportamento dei filamenti di actina all'interno di una rete. Il modello incorporava vari parametri, tra cui la lunghezza del filamento, la densità e la forza di interazione. Variando sistematicamente questi parametri, i ricercatori sono stati in grado di identificare i fattori chiave che influenzano la struttura e la dinamica della rete.
Una scoperta importante è stata che le interazioni dei filamenti svolgono un ruolo cruciale nella connettività di rete. Interazioni più forti tra i filamenti hanno portato a una maggiore connettività di rete, risultando in una struttura più rigida e stabile. Questa maggiore stabilità è essenziale per i processi cellulari che richiedono un citoscheletro rigido, come la divisione cellulare.
Al contrario, le interazioni più deboli dei filamenti hanno portato a una diminuzione della connettività di rete, risultando in una struttura più flessibile e dinamica. Questa flessibilità è cruciale per i processi cellulari che richiedono rapidi riarrangiamenti citoscheletrici, come la migrazione cellulare.
I ricercatori hanno anche scoperto che la lunghezza e la densità dei filamenti influiscono in modo significativo sulle proprietà della rete. Filamenti più lunghi e densità di filamenti più elevate hanno portato a una maggiore connettività e rigidità della rete, mentre filamenti più corti e densità di filamenti inferiori hanno portato a una minore connettività e a una maggiore flessibilità.
Per convalidare i loro risultati computazionali, i ricercatori hanno eseguito esperimenti su reti di filamenti di actina reali. Hanno utilizzato la microscopia a fluorescenza per visualizzare le reti e analizzarne le proprietà strutturali e dinamiche. I risultati sperimentali erano coerenti con le previsioni del modello computazionale, supportando ulteriormente il ruolo chiave delle interazioni dei filamenti nel determinare il comportamento della rete.
Nel complesso, questo studio fornisce importanti informazioni sui meccanismi fondamentali alla base delle interazioni dei filamenti all'interno delle reti cellulari. I risultati hanno implicazioni per la comprensione di un'ampia gamma di processi cellulari e potrebbero guidare lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche mirate alle disfunzioni citoscheletriche associate a varie malattie.
