Create membrane sintetiche per imitare le proprietà delle cellule viventi


    La creazione di membrane sintetiche che imitano le proprietà delle cellule viventi rappresenta uno straordinario risultato per la ricerca scientifica. Lo studio è stato condotto da un gruppo di ricercatori americani dell'Università della California di San Diego, gli stessi scienziati che lo scorso anno hanno raggiunto un altro importante risultato  (Self-reproducing catalyst drives repeated phospholipid synthesis and membrane growth, PNAS).

    Questa sequenza di immagini di microscopia a fluorescenza (e il video qui sotto) mostrano il rimodellamento spontaneo dei lipidi in una membrana sintetica. Credit: Devaraj Lab, UC San DiegoImmagine - Questa sequenza di immagini di microscopia a fluorescenza (e il video qui sotto) mostrano il rimodellamento spontaneo dei lipidi in una membrana sintetica. Credit: Devaraj Lab, UC San Diego

    Grazie a questi risultati i ricercatori potrebbero riuscire ad imitare tutte le proprietà delle membrane delle cellule dei mammiferi viventi attraverso l’utilizzo di componenti sintetici.

     

    Questo aspetto è molto importante perché le membrane sintetiche in grado di simulare esattamente il comportamento delle membrane cellulari dei mammiferi viventi potrebbero essere utilizzate dai ricercatori in campo biomedico per sviluppare farmaci più efficaci e colpire le proteine di membrana. Inoltre gli scienziati potrebbero comprendere meglio i cambiamenti chimici che si verificano all’interno delle membrane disfunzionali durante una malattia.

     

    «Nonostante le membrane artificiali siano state utilizzate per modellare le proprietà delle membrane native, i metodi precedenti non sono in grado di imitare il rimodellamento delle membrane» scrive Neal Devaraj, professore associato di chimica e biochimica presso la UC di San Diego che ha coordinato il team di ricerca per entrambi gli studi. «Nel nostro ultimo studio abbiamo mostrato che le reazioni chimiche reversibili possono essere controllate per ottenere il rimodellamento spontaneo dei lipidi nelle membrane sintetiche» aggiunge il ricercatore.

     

    Video: Le cellule viventi rimodellano continuamente le proprie membrane per cambiarne le caratteristiche fisiche, tale processo può influire sul comportamento di altre biomolecole presenti nella membrana cellulare.

    https://youtu.be/8oazyFp8qT4

    «Le cellule usano il rimodellamento dei lipidi per interagire con il loro ambiente e mantenere l'omeostasi della membrana o per svolgere funzioni specifiche come la divisione e la segnalazione» scrive Andrew Rudd, coautore dello studio. «L’utilizzo del rimodellamento dei fosfolipidi permette alle cellule di generare nuove specie di fosfolipidi riciclando i fosfolipidi esistenti invece di crearli da zero. Ciò consente alla cellula di risparmiare tempo ed energia».

    Il prof. Devaraj dichiara che lo sviluppo più recente raggiunto dal suo team fornisce ai biochimici un modo per capire meglio i cambiamenti che si verificano nelle membrane fosfolipidiche durante il rimodellamento dei lipidi.

     

    Riferimento:

    Nonenzymatic biomimetic remodeling of phospholipids in synthetic liposomes, http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1605541113



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