QUEL SISTEMA DI TRASPORTO È DA NOBEL

Chi sono i vincitori del Nobel 2013

Immaginiamo un porto commerciale. Quelli in cui ogni giorno attraccano decine di navi cariche di container. Senza un sistema che smisti i carichi correttamente sarebbe il caos. Le cellule, con i loro minuscoli componenti (gli organelli) non sono molto diverse. Producono molecole come ormoni, neurotrasmettitori, citochine, enzimi. Ciascuno con un determinato scopo, un preciso istante e un preciso posto in cui debbono essere scaricati. Se l’organismo umano funziona è proprio perché questo meccanismo va come un orologio: basta che una sola componente smetta di funzionare o lo faccia male che insorgono patologie.

Ma qual è questo meccanismo? Ci è voluto molto per rispondere. Alla fine, il quadro completo è stato definito grazie agli studi di tre scienziati, Randy Schekman, James Rothman, Thomas Südhof. A loro è stato conferito oggi il Premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia proprio per «le loro scoperte sul meccanismo che regola il traffico delle vescicole, uno dei principali sistemi di trasporto delle nostre cellule».

Il come – Le cellule producono costantemente sostanze attive, in grado di interagire con l’ambiente esterno. Si tratta di sostanze come ormoni o neurotrasmettitori che non possono circolare libere per il corpo. Perciò piccole bolle, definite vescicole, le circondano per trasportarle fuori dalle cellule.  Randy Schekman era affascinato dal modo in cui le cellule organizzano il loro sistema di trasporto, così negli anni Settanta cominciò a studiare sul lievito le basi genetiche di questo processo. Attraverso analisi genetiche, ha compreso che quando questo meccanismo funziona male avviene nelle cellule qualcosa che ricorda una città con il sistema di trasporto pubblico malfunzionante. È il caos totale. Ha quindi scoperto che sono alterazioni genetiche a causare questo caos. In particolare, Schekman ha identificato tre classi di geni che controllano il sistema di trasporto.

Il dove – Anche James Rothman era intrigato dal sistema di trasporto cellulare. Tra gli anni Ottanta e Novanta cominciò a studiare il fenomeno in cellule di mammiferi scoprendo che un gruppo di proteine fa sì che le vescicole che trasportano le sostanze riconoscano le membrane bersaglio e si fondano con esse. Nel processo di fusione, le proteine sulle vescicole e le membrane bersaglio si legano l’una all’altra come le due parti di una cerniera lampo. Il fatto che ci siano molte di queste proteine che si legano solo con una specifica membrana fa sì che ogni “pacchetto” venga depositato solo nel posto giusto. Lo stesso principio funziona sia all’interno delle cellule sia al suo esterno. Inoltre, il fatto che molti dei geni identificati da Schekman nel lievito codificano per le stesse proteine identificate da Rothman nei mammiferi fa pensare che questo meccanismo di trasporto abbia un’origine evolutiva molto antica.

Il quando – Restava un ultimo problema da risolvere: cosa fa sì che ogni sostanza venga consegnata al momento giusto al suo destinatario. La risposta arrivò da Thomas Südhof che stava studiando il modo in cui le cellule nervose comunicavano l’una con l’altra nel cervello. Anche i neurotrasmettitori (le sostanze che trasportano i segnali nervosi) utilizzano lo stesso meccanismo di trasporto scoperto da Rothman Schekman. Tuttavia Südhof ha fatto un passo avanti, scoprendo il meccanismo che fa sì che all’arrivo della vescicola la “zip” cellulare si apra in modo da far rilasciare il neurotrasmettitore.

Il come, il dove e il quando, dunque. Che fanno sì che i rapporti tra le cellule siano perfettamente coordinati. È da errori in questo sistema di trasporto che nascono numerose patologie, immunologiche, neurologiche, endocrine, come il diabete.  Le scoperte di Randy Schekman, James Rothman e Thomas Südhof rendono più chiara la comprensione di queste patologie e avvicinano a una loro cura.

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