Da anni gli scienziati cercano di capire come i motori molecolari, che “guidano” i filamenti, riescano a spostare il carico cellulare lungo il citoscheletro. Tuttavia, l’organizzazione e la regolazione di queste stesse strutture filamentose non sono state ben comprese.
Gli scienziati dell’Istituto nazionale per la salute infantile e lo sviluppo umano (NICHD), parte del National Institutes of Health, e i loro collaboratori hanno scoperto che il citoscheletro non è una struttura statica e immobile, come si credeva ampiamente. Invece, il citoscheletro subisce cambiamenti dinamici che consentono alla cellula di adattarsi al suo ambiente in continua evoluzione. I ricercatori hanno anche scoperto che un complesso di molecole chiamato corteccia di actomiosina (AC) avvia i cambiamenti meccanici che guidano il riarrangiamento del citoscheletro e il movimento cellulare.
"I filamenti citoscheletrici subiscono cambiamenti dinamici, guidati dall'AC, che controllano la forma, il movimento e la divisione delle cellule", ha affermato il ricercatore principale Dr. Franck Perez. “Questa scoperta cambia il modo tradizionale in cui gli scienziati hanno visto il citoscheletro e ha implicazioni per comprendere la migrazione cellulare e il modo in cui il citoscheletro contribuisce alle malattie umane”.
Il gruppo di ricerca ha utilizzato immagini all'avanguardia per esaminare embrioni tridimensionali vivi di pesce zebra per scoprire la natura dinamica del citoscheletro e la funzione dell'AC. I ricercatori riportano i loro risultati sulla rivista Developmental Cell.
Il team del NICHD ha scelto di esaminare il citoscheletro degli embrioni di pesce zebra perché le cellule subiscono movimenti rapidi ed estesi durante lo sviluppo. Si sono concentrati sull'AC, una rete di filamenti di actina e proteine motrici della miosina situati sotto la membrana cellulare. L'AC si contrae per guidare meccanicamente i cambiamenti della forma cellulare. Utilizzando tecniche microscopiche avanzate, il team ha fotografato embrioni di pesce zebra che esprimevano tag fluorescenti geneticamente codificati che si legano specificamente all'AC.
Il team ha scoperto che il citoscheletro e l’AC sono interconnessi e agiscono come un “citoscheletro unificato”. L'AC controlla la tensione cellulare, che guida il riarrangiamento del citoscheletro e il movimento cellulare. Questi risultati forniscono un nuovo quadro per comprendere come le cellule raggiungono movimenti diretti e subiscono cambiamenti di forma.
"Il citoscheletro non è solo responsabile del movimento cellulare, ma guida anche i movimenti a livello dei tessuti e lo sviluppo degli organi durante l'embriogenesi", ha affermato il dott. Perez. “Le dinamiche citoscheletriche disregolate contribuiscono alle malattie dello sviluppo neurologico, così come al cancro e ad altri disturbi umani, sottolineando le potenziali implicazioni cliniche dei nostri risultati”.
