Ricercatori europei sono riusciti a fornire la prima immagine complessiva di una cellula minima
Un team di ricercatori ispano-tedesco è riusito a fornire la prima immagine complessiva di una cellula minima che provoca la polmonite atipica: il Mycoplasma pneumoniae. Presentata nella rivista Science, la ricerca fa parte dei progetti 3D-REPERTOIRE e PROSPECTS, che sono stati finanziati dall’UE con 13 e 11,78 milioni di euro rispettivamente. 
I ricercatori del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) a Heidelberg, in Germania, e il Centre de Regulació Genòmica (CRG) a Barcellona, in Spagna, hanno cercato di rispondere a varie domande, tra cui quella su quali elementi sono necessari per produrre una cellula con la capacità di sopravvivere in maniera indipendente.
Lo studio, presentato in tre articoli pubblicati su Science, getta luce su alcune novità fondamentali per la biologia dei batteri.
Guidato dai dottori Peer Bork, Anne-Claude Gavin e Luis Serrano, il team ha scelto come modello cellulare il Mycoplasma pneumoniae, che è un batterio unicellulare di piccole dimensioni, responsabile della polmonite atipica nell’uomo. È un piccolo procariote (cellula priva di nucleo) capace di riprodursi senza usare il meccanismo cellulare di un ospite. Secondo il team, M. pneumoniae riesce a sopravvivere da solo ed è una cellula minimale dal momento che non è complessa.
I ricercatori dell’Unità di biologia strutturale e computazionale dell’EMBL e l’Unità del partenariato dei sistemi EMBL-CRG del CRG hanno compiuto la loro indagine sul batterio su tre livelli diversi. Il Team 1 ha descritto M. pneumoniae, individuando tutte le molecole di RNA (acido ribonucleico) prodotte dal suo DNA (acido deossiribonucleico) in una serie di condizioni ambientali diverse. Il Team 2 ha definito le reazioni metaboliche che avvenivano al suo interno – il metaboloma – nelle stesse condizioni ambientali. Il Team 3 ha individuato ogni complesso multiproteico prodotto dal batterio caratteristico dell’organizzazione del suo proteoma.
“A tutti e tre i livelli, abbiamo riscontrato che M. pneumoniae era più complesso di quanto ci aspettassimo”, ha spiegato il dott. Serrano del CRG, che è stato tra gli iniziatori del progetto presso l’EMBL.
L’esame del proteoma e del metaboloma ha condotto i ricercatori alla scoperta della multifunzionalità di molte proteine, come ad esempio gli enzimi metabolici che fanno da catalizzatori nelle reazioni multiple e altre proteine che partecipano in più di un solo complesso proteico.
Secondo gli scienziati, M. pneumoniae collega anche i processi biologici nello spazio e nel tempo, spesso attraverso l’assemblaggio delle varie parti dei meccanismi cellulari coinvolti in due passaggi consecutivi di un processo biologico.
La regolazione del trascrittoma (l’insieme di tutte le molecole RNA di un dato organismo o tipo cellulare) di un batterio, può essere paragonata a quella degli eucarioti (organismi viventi mono o pluricellulari costituiti da cellule dotate di nucleo). La maggior parte dei trascritti prodotti dal DNA di M. pneumoniae non sono convertiti in proteine, e i geni non sempre sono trascritti in un unico gruppo. Essi possono, comunque, esprimere o reprimere geni individuali all’interno di un gruppo in maniera discriminatoria.
I ricercatori hanno anche scoperto che il batterio – che presenta caratteristiche comuni con altri organismi, più evoluti – ha la capacità di adattare il proprio metabolismo a cambiamenti estremi delle condizioni ambientali che influiscono sugli organismi.
“La chiave sta in queste caratteristiche condivise”, ha dichiarato il dott. Gavin dell’EMBL. “Di esse non riescono a fare a meno neanche gli organismi più semplici, infatti sono rimaste invariate nel corso di milioni di anni di evoluzione – sono l’essenza della vita”.
Il progetto 3D-REPERTOIRE (“A multidisciplinary approach to determine the structures of protein complexes in a model organism”) è stato finanziato dall’Unione europea attraverso l’area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologie per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ). Il progetto PROSPECTS (“Proteomics specification in time and space”) è stato sostenuto dall’UE attraverso il tema “Salute” del Settimo programma quadro (7° PQ).
Per maggiori informazioni, visitare:
Science:
http://www.sciencemag.org/
EMBL Heidelberg:
http://www.embl.de/
Centre de Regulació Genòmica:
http://pasteur.crg.es/portal/page/portal/Internet/
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