Decifrare il meccanismo della divisione cellulare
La citocinesi è un passo irreversibile che divide una cellula madre in due cellule figlie dopo la mitosi, la divisione del corpo cellulare. Il corretto posizionamento del sito di divisione e il coordinamento della citocinesi con la progressione del ciclo cellulare sono fondamentali per assicurare un'equa distribuzione del DNA e la divisione specifica dei contenuti del citoplasma. Lo Schizosaccharomyces pombe (un lievito di fissione) è emerso come un potente modello di sistema per gli studi sulla divisione cellulare. Esperimenti fondamentali negli anni settanta hanno svelato il ruolo delle proteine del citoscheletro nella citocinesi. I ricercatori hanno scoperto che una cintura di actina e miosina di classe II forma un anello contrattile al momento della scissione delle cellule, e che essa guida la citocinesi. Nel lievito di fissione l'anello è costituito da oltre cinquanta proteine, e non è ancora chiaro in che modo questa struttura estremamente complessa funzioni. L'assemblaggio dell'anello contrattile dipende parzialmente dalle strutture proteiche che si formano intorno al nucleo prima della divisione, i cosiddetti nodi corticali mediali (MCD). Essi promuovono la divisione mediale reclutando i fattori proteici della divisione, e anche controllando i tempi dell'inizio della mitosi. Questo progetto finanziato dall'UE, SPTPCDR2 ("Spatio-temporal control of cell division in fission yeast"), si è concentrato sul ruolo di uno dei fattori coinvolti nella regolazione della divisione cellulare: la chinasi Cdr2. In primo luogo i ricercatori hanno scoperto che Cdr2 ha un motivo che lega direttamente i fosfolipidi di membrana ancorando così questa proteina alla membrana. Utilizzando esperimenti di mutazioni genetiche hanno dimostrato che Cdr2 ha ulteriori siti di legame per l'oligomerizzazione, che erano fondamentali per la formazione degli MCD. Gli scienziati hanno anche scoperto che questa attività è regolata dalla fosforilazione di Cdr2 da parte della chinasi Pom1. La fosforilazione Pom1-dipendente riduceva l'affinità di Cdr2 per la membrana, ma Pom1 regolava negativamente anche le interazioni di Cdr2 al fine di impedire la formazione di cluster. Pom1 controlla anche l'attività di promotore mitotico di Cdr2. Non era noto se questa regolazione fosse indipendente dalla regolazione dell'assemblaggio di MCD. La sovraespressione di Cdr2 ha dimostrato che Pom1 controlla l'attività di Cdr2 oltre alla distribuzione degli MCD, e che le due funzioni sono regolate indipendentemente. Queste importanti scoperte sono state presentate per la pubblicazione. In conclusione SPTPCDR2 ha scoperto complessi meccanismi con cui Cdr2 organizza MCD, e con cui Pom1 inibisce l'assemblaggio e l'attività di MCD da parte di Cdr2 per promuovere la corretta sincronizzazione della citocinesi. I dati del progetto contribuiscono a fornire conoscenze sul processo alla base stessa dello sviluppo, e quindi di molte malattie. I dettagli dei meccanismi molecolari dietro alla divisione cellulare aiuteranno lo sviluppo della medicina personalizzata.
