Un nuovo lavoro dell'Università di Warwick mostra come un microscopico sistema "ferroviario" nelle nostre cellule può ottimizzare la sua struttura per adattarsi meglio alle esigenze del corpo.

Il lavoro è stato condotto dal professor Robert Cross, direttore del centro di biologia cellulare meccanochimica presso la Warwick Medical School e capo del laboratorio Cross.

Il suo team con sede presso la Warwick Medical School ha esaminato come vengono costruiti i "binari ferroviari" dei microtubuli all'interno delle cellule. Quasi ogni cellula del nostro corpo contiene una rete "ferroviaria", un sistema di minuscole tracce chiamate microtubuli che collegano importanti destinazioni all'interno della cellula. Il team del Professor Cross ha scoperto che il sistema di guide di microtubuli all'interno delle cellule può regolare la propria stabilità a seconda che venga utilizzato o meno.

Il professor Cross ha dichiarato:"I binari dei microtubuli della ferrovia cellulare sono quasi inimmaginabilmente piccoli - solo 25 nanometri di diametro (un nanometro è un milionesimo di millimetro). La ferrovia è altrettanto cruciale per una cellula ben gestita quanto una ferrovia a grandezza naturale è per un paese ben gestito. Per le cellule e per i paesi il problema è molto simile:come gestire una ferrovia migliore?"

"Immaginate se i binari di una vera ferrovia potessero chiedersi, 'sono utile?' Per scoprirlo, controllavano la frequenza con cui passava una locomotiva ferroviaria.

"Si scopre che i binari ferroviari dei microtubuli all'interno delle celle possono fare esattamente questo:controllano se sono in contatto o meno con piccoli motori ferroviari (chiamati chinesine). Se lo sono, quindi rimangono stabilmente in posizione. Se non lo sono, si smontano da soli. Riteniamo che questo permetta di riciclare le sezioni del binario dei microtubuli per costruire binari nuovi e più utili in altre parti della cellula".

La carta, "Kinesin espande e stabilizza il reticolo dei microtubuli del PIL" pubblicato (12 marzo 2018) in Nanotecnologia della natura , mostra che quando i motori ferroviari kinesin entrano in contatto con le loro rotaie di microtubuli, cambiano sottilmente la loro struttura, producendo un leggerissimo allungamento che stabilizza il binario.

Utilizzando un microscopio costruito su misura, il microscopio open source Warwick, i ricercatori che hanno sede anche presso il Warwick Systems Biology Center e il Mathematics Institute, Università di Warwick, rilevato un aumento dell'1,6% della lunghezza dei microtubuli attaccati alle chinesine, con un aumento di 200 volte nella loro vita.

Rivelando come i microtubuli sono stabilizzati e destabilizzati, il team spera di gettare nuova luce sul funzionamento di una serie di malattie umane (ad esempio l'Alzheimer), che è legato ad anomalie nella funzione dei microtubuli. Sono anche fiduciosi che il loro lavoro possa in definitiva portare a una migliore terapia del cancro perché la ferrovia è così vitale (ad esempio per la divisione cellulare), poiché le sue tracce di microtubuli sono un obiettivo chiave per i farmaci antitumorali come il Taxol. Il modo esatto in cui Taxol stabilizza i microtubuli nelle cellule rimane poco compreso.

Il professor Cross ha aggiunto:"Il nostro nuovo lavoro mostra che i motori ferroviari kinesin stabilizzano i microtubuli in modo simile al taxolo. Dobbiamo capire il più possibile su come i microtubuli possono essere stabilizzati e destabilizzati, spianare e illuminare la strada verso terapie migliori".