Le cellule cablano le loro reti di comunicazione

Le cellule cablano le loro reti di comunicazione

Le cellule del corpo sono cablate come chip di computer per dirigere segnali che istruiscono il loro funzionamento.

Secondo a una ricerca, finanziata dalla British Heart Foundation e pubblicata su Nature Communications, (1) è emerso che: a differenza di un circuito fisso, le cellule del corpo possono cablare rapidamente le loro reti di comunicazione per cambiare il loro comportamento. La scoperta di questa rete cellulare fornisce una più ampia comprensione delle dinamiche di diffusione delle istruzioni indirizzate a una cellula.

Si pensava che i vari organi e strutture all'interno di una cella fluttuassero nel citoplasma.

I ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno trovato informazioni veicolate attraverso una rete di fili guida che trasmettono segnali su distanze minuscole e su scala nanometrica. È il movimento di molecole cariche attraverso queste minuscole distanze che trasmettono informazioni, proprio come in un microprocessore informatico, affermano gli scienziati.

Questi segnali localizzati sono responsabili di orchestrare le attività della cellula, come istruire le cellule muscolari per rilassarsi o contrarsi. Quando questi segnali raggiungono il materiale genetico nel cuore della cellula, chiamato nucleo, istruiscono piccoli cambiamenti nella struttura che rilasciano geni specifici in modo che possano essere espressi. Questi cambiamenti nell'espressione genica alterano ulteriormente il comportamento della cellula. Quando, per esempio, la cellula si sposta da uno stato stazionario a una fase di crescita, il sistema viene completamente riconfigurato per trasmettere segnali che attivano i geni necessari per la crescita.

I ricercatori asseriscono che comprendere il codice che controlla questo sistema di cablaggio potrebbe aiutare a capire lo sviluppo di patologie come l'ipertensione polmonare e il cancro. Questa comprensione potrebbe un giorno permettere di scoprire nuove terapie.

Il team ha fatto la sua scoperta studiando il movimento delle molecole di calcio caricate all'interno delle cellule, che sono i messaggi chiave che trasportano le istruzioni all'interno delle cellule.

Grazie all'impiego di microscopi ad alta potenza, gli scienziati hanno scrutato la rete di cablaggio con l'aiuto di tecniche di calcolo simili a quelle che hanno permesso di ottenere la prima immagine di un buco nero.

Gli scienziati dicono che le loro scoperte sono un esempio di biologia quantistica - un campo emergente che usa la meccanica quantistica e la chimica teorica per risolvere problemi biologici.

Il professor Mark Evans, (2) del Centre for Discovery Brain Sciences dell'Università di Edimburgo, ha dichiarato: “Abbiamo scoperto che la funzione cellulare è coordinata da una rete di nanotubi, simile ai nanotubi di carbonio che si trovano in un microprocessore del computer. La cosa più sorprendente è che questo circuito è altamente flessibile in quanto questo nastro cellulare può riconfigurarsi rapidamente per fornire diverse uscite in un modo determinato dalle informazioni ricevute e trasmesse dal nucleo. Fino ad ora non mi risulta che alcun microprocessore o circuito elettronico sono stati in grado di attuare una simile funzionalità.”

Riferimenti:

(1) The cell-wide web coordinates cellular processes by directing site-specific Ca2+ flux across cytoplasmic nanocourses

(2) Mark Evans

Descrizone foto: Le prime immagini in assoluto della rete cellulare sono state catturate dagli scienziati dell'Università di Edimburgo grazie a tecniche di calcolo simili a quelle utilizzate per la prima immagine di un buco nero. I risultati rivelano che le cellule del corpo sono cablate come chip di computer per dirigere segnali che istruiscono come funzionano. A differenza di un circuito fisso, tuttavia, le celle possono ricablare rapidamente le loro reti di comunicazione per cambiare il loro comportamento. - Credit: The University of Edinburgh.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: The cell-wide web coordinates cellular processes by directing site-specific Ca2+ flux across cytoplasmic nanocourses

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