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(TEMPOITALIA.IT) Nuove scoperte sulla formazione delle proteine batteriche: auto-organizzazione e vita
La questione di come la materia inanimata possa auto-organizzarsi fino a generare la vita è al centro di uno studio condotto da un team di ricercatori guidato dalla Professoressa Anđela Šarić presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia Austria (ISTA). L’auto-organizzazione è una delle caratteristiche distintive della vita, con molecole che si assemblano e si disgregano spontaneamente in processi vitali. Tuttavia, come queste molecole “sappiano” dove, quando e come assemblarsi, è una domanda ancora aperta.
Il ruolo della proteina FtsZ nella divisione cellulare batterica
Lo studio si concentra sull’auto-assemblaggio di una proteina chiamata FtsZ, che svolge un ruolo cruciale nella divisione cellulare batterica. FtsZ si auto-organizza in una struttura ad anello al centro della cellula batterica durante la divisione, formando l’anello di divisione batterica. Questo anello è essenziale per creare una nuova parete che separa le cellule figlie. Nonostante l’importanza di questo processo, molti aspetti fisici dell’auto-assemblaggio di FtsZ restano ancora poco chiari.
Modello computazionale e nuove scoperte
I ricercatori del gruppo di Šarić, in collaborazione con sperimentatori dell’Università di Warwick e dell’ISTA, hanno sviluppato un modello computazionale per studiare l’auto-assemblaggio di FtsZ. Lo studio, pubblicato su Nature Physics, ha rivelato un meccanismo di auto-assemblaggio inaspettato. Quando i filamenti di FtsZ disallineati incontrano un ostacolo, si “disgregano” e si riassemblano, favorendo la formazione di una struttura ben allineata, l’anello di divisione batterica. Questo processo potrebbe avere applicazioni future nello sviluppo di materiali sintetici auto-riparanti.
Il treadmilling: un processo di turnover continuo
FtsZ forma filamenti proteici che si auto-assemblano e si disgregano in un turnover continuo, un processo noto come treadmilling. Questo processo consiste nell’aggiunta di subunità a un’estremità del filamento e nella rimozione a quella opposta, permettendo ai filamenti di crescere e ridursi costantemente. Il treadmilling è stato osservato in diversi organismi, inclusi batteri, animali e piante.
Precedenti modelli hanno descritto il treadmilling come una forma di auto-propulsione, ma sovrastimavano le forze generate dall’assemblaggio dei filamenti. Il nuovo modello computazionale del gruppo di Šarić, invece, cattura con maggiore precisione il turnover delle subunità, fornendo una comprensione più accurata delle dinamiche di auto-organizzazione delle proteine batteriche.
Conclusioni
Le nuove scoperte sulla formazione delle proteine batteriche, in particolare l’auto-assemblaggio della proteina FtsZ, offrono preziose informazioni su come la materia biologica si organizza spontaneamente e su come questo processo possa essere influenzato e controllato. Questo studio non solo contribuisce a rispondere a una delle domande fondamentali della biologia, ma potrebbe anche aprire la strada a nuove tecnologie, come materiali sintetici che imitano i processi naturali di auto-riparazione. (TEMPOITALIA.IT)
