I batteri organizzano le proprie componenti cellulari per localizzarsi nei luoghi più strategici

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Non diversamente da un ristorante in città, il successo di una cellula batterica dipende da tre fattori: la posizione, la posizione e la posizione. Tuttavia il sistema di comunicazione che il batterio utilizza per organizzare le proprie componenti cellulari è ancora un mistero. I ricercatori dell’Università di Washington hanno analizzato i meccanismi di localizzazione che sono utilizzati da E. coli per ordinare e organizzare le loro componenti sub-cellulari.

“Nonostante le piccole dimensioni e la relativa semplicità, le cellule batteriche sembrano possedere un complesso e articolato complesso di organizzazione subcellulare, che una volta si pensava potesse esistere solo in organismi più complessi. Volevamo sapere quanti meccanismi possiedono i batteri per localizzare le componenti subcellulari, e  abbiamo deciso di immaginare quale potesse essere il sistema di localizzazione delle proteine in una cellula batterica per l’intero ciclo cellulare.”

L’E. coli è in grado di sistemare quasi un quinto delle proprie proteine in specifici siti subcellulari, ma fino ad ora, non si era compreso per quale motivo queste proteine venissero localizzate in questi distretti. Nathan Kuwada, dottorando presso il laboratorio Paul Wiggins al Università di Washington. insieme ai suoi colleghi hanno cercato di spiegare questo meccanismo immaginando una libreria di proteine di fusione all’interno di E. coli con l’uso di un sistema di rivelazione di immagine a fluorescenza verde. Questo ha permesso loro di rappresentare quasi un migliaio di singole fusioni di proteine nelle cellule in crescita per 6-8 ore, fornendo loro centinaia di cicli cellulari completi per ogni proteina.

Utilizzando il software di elaborazione delle immagini personalizzato, i ricercatori hanno elaborato e organizzato le migliaia di immagini raccolte da ogni esperimento, consentendo loro di confrontare quantitativamente i modelli di localizzazione su scala genomica. I ricercatori hanno anche sviluppato una banca dati pubblica on-line con tutti i loro dati grezzi e trattati.
Invece di un piccolo numero di modelli che si combinano in varie modi diversi in base alla funzione che andranno a ricoprire, i ricercatori hanno scoperto che i batteri possiedono un numero elevato di modelli distinti con differenze spaziali e temporali sottili.

Ad esempio, Kuwada ei suoi colleghi hanno anche osservato che le proteine che legano il DNA vengono distribuite in modo asimmetrico in direzione della cellula figlia durante la divisione cellulare, nonostante la simmetria morfologica tra cellule madre e figlia.

“Anche se l’asimmetria è un po’ debole, è statisticamente significativo e pensare che possa avere un significato biologico importante. Questo risultato, osservabile solo con il nostro approccio in cellule che hanno terminato un ciclo completo, potrebbe avere potenzialmente molte conseguenze biologiche che stiamo cercando di capire meglio.”

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