L'integrazione delle forze intracellulari
La motilità cellulare è guidata da un "macchinario" meccanochimico che consiste in numerosi polimeri della proteina cellulare chiamata actina, proteine accessorie e motori molecolari. L'actina è una proteina globulare multifunzionale che forma impalcature intracellulari: i microfilamenti. L'actina partecipa a numerosi processi cellulari, inclusi contrazione muscolare, motilità cellulare, divisione cellulare, movimento degli organelli, segnalazione cellulare e creazione di giunzioni cellulari e della forma cellulare. I meccanismi che regolano l'assemblaggio dell'apparato della motilità sono ancora poco compresi. Il progetto di ricerca MOTILECELLBIOPHYSICS ("Biophysical aspects of actin-based motility- An integrative whole-cell analysis"), finanziato dall'UE, è incentrato sullo studio degli aspetti biofisici dei processi di auto-organizzazione alla base della motilità cellulare. Lavorando sui cheratociti dei pesci come sistema modello, i ricercatori hanno caratterizzato il ruolo dell'interazione tra il citoscheletro dell'actina e la membrana cellulare nel processo di motilità. Hanno misurato la tensione di membrana nelle cellule in movimento in diverse condizioni, dimostrando che è determinata in buona parte dall'equilibrio tra le forze del citoscheletro e la membrana cellulare. Da notare che la tensione di membrana può indurre un accoppiamento meccanico tra processi che si verificano in posizioni distali lungo il confine cellulare. Ciò ha dimostrato che la tensione ha un ruolo centrale nel coordinamento su larga scala della dinamica cellulare. I ricercatori si sono prodigati per sviluppare sistemi modello artificiali che emulino la dinamica cellulare dell'actina in un modo più controllato e delineato. Hanno sviluppato un sistema ricostituito che si auto-organizza in cortecce dinamiche di actina sull'interfaccia interna di emulsioni di acqua in olio. Riassumendo, lo studio ha promosso la comprensione dei meccanismi di motilità cellulare, e l'interazione tra processi molecolari, pathway regolatori e forze biofisiche nell'auto-organizzazione biologica.
Parole chiave
Motilità cellulare, actina, microfilamento, biofisica, citoscheletro, tensione di membrana
