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Ricerche

Zero gravità: variazioni del peso influenzano i processi cellulari

Ricercatori dell'università di Montreal hanno scoperto che le variazioni del peso influenzano il processo di riproduzione nelle piante.

"I nostri risultati offrono nuovi indizi su come si è evoluta la vita sulla Terra e sono significativi per quanto riguarda la salute umana, poichè gli ingorghi del traffico su questi percorsi [cellulari], che esistono anche nelle cellule umane, possono causare il cancro e le malattie come l'Alzheimer".


Strutture di test dell'Agenzia Spaziale Europea.
(Credit: Université de Montréal)


La gravità modula il traffico sulle "autostrade" intracellulari che garantiscono la crescita e la funzionalità dell'organo riproduttivo maschile nelle piante, il tubo pollinico.


"Proprio come durante la riproduzione umana, le cellule spermatiche delle piante sono consegnate all'uovo da un attrezzo cilindrico. A differenza dello strumento di consegna degli animali, quello utilizzato dalla riproduzione delle piante è costituito da una singola cellula, e solo due cellule spermatiche vengono scaricate durante ciascun caso di consegna"
, spiega il professor Anja Geitmann del Dipartimento di Biologia dell'università.


L'interno delle cellule animali e vegetali è come una città, con le fabbriche - chiamate organelli - dedicate alla produzione, alla generazione di energia e al trattamento dei rifiuti. Una rete di "autostrade" intracellulari consente la comunicazione tra queste fabbriche e la consegna dei carichi tra di loro e tra l'interno della cellula e l'ambiente esterno. Le cellule vegetali hanno una rete autostradale particolarmente trafficata.


"I ricercatori sapevano già che l'uomo, gli animali e le piante si sono evoluti in risposta alla gravità terrestre, e che sono in grado di percepirla", spiega la Geitmann. "Quello che stiamo ancora scoprendo è come sono influenzati i processi che avvengono all'interno delle cellule del corpo umano, e delle piante, dalla forza di gravità più intensa, o ipergravità, che si trova su un pianeta di grandi dimensioni, o dalla microgravità che ricorda le condizioni di una nave spaziale. I processi di trasporto intracellulare sono particolarmente sensibili ai disturbi, con conseguenze drammatiche per il funzionamento delle cellule. Si sa poco dell'influenza di un cambiamento nella gravità su questi processi".


Le cellule sono state poste in una grande centrifuga, con una telecamera collegata ad un microscopio, consentendo ai ricercatori di monitorare in tempo reale come si sviluppano le cellule nell'intensa gravità generata dalla centrifuga. "Grazie alle strutture dell'Agenzia Spaziale Europea, ho potuto determinare come la ipergravità e la microgravità simulata influenzano il traffico intracellulare del tubetto pollinico in rapida crescita", scrive il Dr. Youssef Chebli, ricercatore nel laboratorio della Geitmann. "Abbiamo scelto il polline, il vettore degli spermatozoi maschili, come modello, per il suo ruolo centrale nella riproduzione delle piante e nell'agricoltura e per la sua crescita straordinariamente rapida, il che significa che abbiamo potuto osservare gli effetti dell'ipergravità in pochi secondi".


I ricercatori hanno colorato specifiche strutture all'interno delle cellule, cosa che ha permesso di rivelare come si muovono i componenti cellulari e come la logistica del trasporto cellulare risponde all'ambiente con gravità in evoluzione. "Abbiamo scoperto che il flusso di traffico intracellulare è compromesso in condizioni di iper-gravità e che sia l'iper che la microgravità influenzano la costruzione precisamente coordinata dell'involucro cellulare della cellula in crescita", dice Chebli. "Questo ci permette non solo di comprendere i principi generali del meccanismo riproduttivo nelle piante, ma, più importante, come il meccanismo di trasporto intracellulare nelle cellule eucariotiche risponda alle mutate condizioni di gravità. Questi risultati hanno implicazioni per la salute umana, poichè è probabile che si verifichino effetti simili nelle cellule umane, come i neuroni, in cui è fondamentale il trasporto intracellulare a lunga distanza".

 

 

 

 

 


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Fonte: Universite de Montreal, via Newswise.

Riferimento: Youssef Chebli, Lauranne Pujol, Anahid Shojaeifard, Iman Brouwer, Jack JWA van Loon, Anja Geitmann. Cell Wall Assembly and Intracellular Trafficking in Plant Cells Are Directly Affected by Changes in the Magnitude of Gravitational Acceleration. PLoS ONE, 2013; 8 (3): e58246 DOI: 10.1371/journal.pone.0058246.

Pubblicato in Science Daily il 13 Marzo 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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