Immaginate le cellule come piccoli robot che navigano in un paesaggio complesso. Ma a differenza delle macchine programmate con percorsi fissi, queste entità biologiche prendono costantemente decisioni su quale strada prendere, anche senza indicazioni esterne. Gli scienziati si interrogano da tempo su questa navigazione autonoma, essenziale per processi come la risposta immunitaria e, sfortunatamente, la diffusione del cancro. Ora, una svolta fa luce su come le cellule tracciano il loro percorso internamente.
Un team collaborativo di ricercatori coreani e statunitensi, guidato dai professori Won Do Heo e Kwang-Hyun Cho, insieme al professor Kapsang Lee della Johns Hopkins University, ha decifrato il codice. Pubblicato su Nature Communications, il loro lavoro rivela una “bussola interna” precedentemente sconosciuta che governa la direzionalità cellulare.
Il segreto risiede in un gruppo di proteine chiamate proteine della famiglia Rho (Rac1, Cdc42 e RhoA). Queste minuscole macchine molecolari agiscono come sensori interni, analizzano costantemente l’ambiente della cellula e ne influenzano il movimento.
Precedenti ipotesi sostenevano che queste proteine dividessero semplicemente la cellula in parte anteriore e posteriore, dettando la direzionalità di base. Ma questo nuovo studio mostra un sistema molto più sofisticato in gioco. I ricercatori hanno sviluppato una tecnica di imaging all’avanguardia chiamata INSPECT (INtracellular Separation of Protein Engineered Condensation Technique) per osservare le interazioni proteiche all’interno delle cellule viventi con una chiarezza senza precedenti.
È come attaccare minuscoli fari fluorescenti alle proteine: mentre si legano insieme, formano gruppi visibili all’interno della cellula, proprio come le goccioline di olio che si separano nell’acqua. Ciò ha permesso loro di osservare direttamente come diverse proteine Rho si alleano con altri componenti cellulari, formando combinazioni uniche che alla fine determinano la direzione che prende la cellula.
Hanno scoperto due accoppiamenti chiave:
* Cdc42–FMNL : questa coppia guida il movimento in linea retta, spingendo la cellula in avanti in un percorso coerente.
* Rac1–ROCK : questa coppia è responsabile delle manovre di svolta, consentendo alla cellula di cambiare direzione e spostarsi in ambienti intricati.
Per confermare questo controllo direzionale, gli scienziati hanno abilmente modificato una parte di Rac1, interrompendo la sua capacità di legarsi a ROCK. Questo “volante rotto” ha impedito alle cellule di cambiare rotta in modo efficace, costringendole a muoversi in linea retta nonostante i cambiamenti ambientali. Sorprendentemente, queste cellule manipolate hanno mantenuto la loro velocità indipendentemente dai segnali esterni, evidenziando quanto questa interazione proteica sia strettamente legata all’adattabilità della cellula.
Questa ricerca innovativa cambia radicalmente la nostra comprensione della navigazione cellulare. Rivela che il movimento non è casuale ma orchestrato con precisione da un programma interno: un’interazione dinamica di proteine che si adattano e si ricalibrano costantemente in base alle loro partnership uniche all’interno della cellula.
Il professor Heo riassume opportunamente: “Le cellule non si muovono alla cieca; possiedono un sofisticato programma interno per la direzionalità”. Questa nuova conoscenza apre strade entusiasmanti per comprendere i meccanismi della malattia come le metastasi del cancro e la disfunzione immunitaria. Lo stesso INSPECT promette di diventare un potente strumento per analizzare altri misteri biologici, offrendo scorci senza precedenti nell’intricata danza molecolare che governa la vita.
