Sezionare il meccanismo della divisione cellulare asimmetrica
In tutta la biologia, la capacità di una cellula di generare due tipi cellulari differenti richiede il processo della divisione asimmetrica. Questa asimmetria intrinseca ha un ruolo cruciale nello sviluppo, nelle divisioni stem-cell like e nella formazione di cellule epiteliali o neuronali differenziate. Difetti nella polarità cellulare sono stati associati alla diffusione metastatica di cellule cancerogene epiteliali. Negli eucarioti superiori, questa capacità di polarizzare richiede la costituzione di domini all'interno della cellula, che acquisisce identità molecolari e funzionali distinte. Il modello del verme C.elegans è stato fondamentale per studiare la polarità corticale. Precedentemente alla divisione di linea germinale delle cellule, un complesso di proteine della polarità conservata (PAR) viene segregato nella metà anteriore dell'embrione, mentre contemporaneamente si forma un dominio posteriore nella regione posteriore complementare. Sebbene si ritenga che questi complessi di polarità anteriore e posteriore agiscano in modo antagonistico, i precisi meccanismi alla base di questo processo sono poco conosciuti, e non è stato creato nessun modello coerente. Nel tentativo di affrontare questa tematica, il progetto Goehring-Polarity ("Establishment of cortical polarity in the one-cell C. elegans embryo"), finanziato dall'UE, mirava ad esplorare il modo in cui specifiche proprietà cinetiche delle proteine PAR facciano sviluppare domini corticali distinti e solidi. Gli scienziati hanno sviluppato diverse nuove tecniche microscopiche di fluorescenza per studiare la mobilità delle PAR all'interno degli embrioni. Hanno scoperto che le PAR si diffondevano liberamente, e che quindi non vi era un processo di trasporto responsabile del loro mantenimento entro le metà corrette della cellula. Veniva piuttosto suggerito che l'interazione delle PAR con la membrana cellulare avesse come effetto l'asimmetria spaziale nell'associazione e dissociazione della membrana, originando la polarità cellulare. Inoltre, è stato sviluppato un modello fisico per la polarità cellulare, nel quale le PAR venivano diffuse all'interno della cellula per allontanarsi reciprocamente dalla membrana. Ciò si è dimostrato uno strumento incomparabile per la valutazione del ruolo delle singole PAR e del loro ruolo nella formazione di profili stabili. Il lavoro di Goehring-Polarity ha fornito nuove conoscenze sulle PAR e sul loro ruolo nella divisione cellulare asimmetrica. Questi dati hanno potenziali implicazioni per le cellule staminali e potrebbero arrivare ad avere applicazioni terapeutiche. Gli strumenti sviluppati saranno inoltre utili all'intera comunità scientifica per esaminare la cinetica delle proteine associate alla membrana.
