Uno studio tutto italiano aggiunge un nuovo importante tassello per la comprensione dell’origine della vita e della sua trasmissione dalla cellula madre alla cellula figlia.
La ricerca dell’Università di Pisa, Bari e Salento – che si è guadagnata la prestigiosa copertina della rivista “Integrative Biology” della American Chemical Society – è stata condotta da un gruppo di ricercatori coordinato dal professore Roberto Marangoni dell’Ateneo Pisano e composto da Alessio Fanti, Leandro Gammuto, Fabio Mavelli e Pasquale Stano.
Gli scienziati hanno simulato in laboratorio i processi di riproduzione grazie a protocellule impiegate per studiare alcune proprietà delle cellule biologiche vere. «Tra i tanti problemi che concernono la comprensione di come si sia sviluppata la vita sulla Terra, c’è anche il rapporto tra membrane cellulari e contenuto della cellula – ha spiegato Roberto Marangoni –. Per assicurare un ambiente chimicamente stabile e governabile, infatti, le cellule hanno bisogno di una divisione tra il contenuto interno, l’insieme delle molecole necessarie alla vita, e l’ambiente esterno: questa divisione è data appunto dalla membrana cellulare».
È nato prima l’uovo o la gallina?
Uno dei punti fondamentali su cui si è interrogata la scienza è proprio se sia nato prima il contenuto cellulare o la membrana: insomma, l’annoso dilemma se sia nato prima l’uovo o la gallina su scala microscopica.
Per dare risposta a questo quesito ci viene in aiuto il cosiddetto supercrowding effect, osservato dagli scienziati una decina di anni fa: nel processo di formazione delle protocellule di piccolissime dimensioni, se da un lato la stragrande maggioranza risulta completamente vuota, dall’altro ne esiste una ridottissima percentuale totalmente piena, avendo incorporato moltissime molecole.
È proprio l’esistenza di queste rarissime protocellule “piene” che consente di risolvere il paradosso della formazione della membrana e del contenuto cellulare: nessuno si forma prima dell’altro perché il meccanismo è simultaneo, seguendo un processo di organizzazione spontanea.
Capire le protocellule
A partire da questa importante scoperta si è potuti giungere al passo successivo. «Abbiamo cercato di capire come queste protocellule ricche di contenuti si comportano durante la riproduzione – ha aggiunto Marangoni –. Si tratta di un processo che comporta la rottura e la ricostituzione delle membrane e che potrebbe quindi causare la perdita di materiale interno, pregiudicando la funzionalità delle protocellule figlie. La nostra ricerca indica che questo non accade e che la perdita di materiale fra protocellule “ricche” è assai limitato. Questo meccanismo, insieme alla scoperta del supercrowding effect, rafforza l’idea di una organizzazione spontanea dei primi e rudimentali proto-organismi della storia della vita, il cui punto di forza è l’interazione, certamente complessa e ancora non completamente compresa, tra le membrane e le macromolecole».
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