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Jun 07, 2023

Nelle cellule è stato trovato un nuovo organello

Harvard University researchers have discovered a new organelle inside the gut

I ricercatori dell'Università di Harvard hanno scoperto un nuovo organello all'interno delle cellule intestinali del moscerino della frutta: una scoperta sorprendente, che ci guarda in faccia, in uno degli animali più studiati in tutta la scienza.

Il nuovo organello accumula fosfato, un metabolita essenziale per la vita. In caso di carenza, rilascia il suo serbatoio sotto forma di fosfolipidi, che sono un componente chiave della struttura della membrana cellulare.

"Questo è uno dei primi studi a scoprire effettivamente l'accumulo di fosfato in una cellula animale", ha detto Rebekka Wild a Gemma Conroy di Nature. Wild, biologo strutturale presso l'organizzazione statale francese di ricerca Centre national de la recherche scientifique, non è stato coinvolto nello studio.

"È davvero emozionante."

I ricercatori hanno scoperto un nuovo organello all'interno delle cellule intestinali del moscerino della frutta: una sorpresa in uno dei modelli più studiati dalla scienza.

Cosa sono gli organelli?Un organello è una struttura all'interno della cellula analoga a un organo: componenti specializzati per svolgere compiti specifici, consentendo all'intera cellula di funzionare, proprio come fanno il cuore, i polmoni e il fegato per l'intero corpo.

Probabilmente ricorderete alcuni dei più importanti del corso di biologia: il nucleo memorizza il codice genetico; i mitocondri alimentano la cellula; un flagello lascia nuotare una cellula. Ma nonostante da quanto tempo studiamo le cellule – praticamente dall’invenzione del microscopio – continuiamo a trovare nuovi organelli, incluso uno all’interno dei neuroni sensibili agli odori scoperto proprio lo scorso inverno.

Ciò dimostra i misteri che ancora si nascondono all'interno delle cellule, ha detto a Conroy il genetista della Rockefeller University Charles Xu, che ha condotto il lavoro - pubblicato su Nature - mentre era studente di dottorato nel laboratorio della Harvard Medical School di Norbert Perrimon.

"La bellezza è lì, aspetta solo di essere scoperta."

Foto per noi: Il fosfato svolge una serie di ruoli importanti nella nostra fisiologia. È un componente chiave dello smalto e di altre cose che rendono i denti resistenti, è responsabile della mineralizzazione delle ossa ed è una parte importante delle membrane cellulari, del DNA, dell'RNA e delle proteine.

Xu non è partito alla ricerca di organelli; voleva studiare il ruolo del fosfato nel controllo della rigenerazione dei tessuti nei moscerini della frutta, ha riferito Conroy.

Per fare questo, il team ha alimentato i moscerini della frutta con acido fosfonoformico, che impedisce l'assorbimento del fosforo (da cui deriva il fosfato) nelle cellule. Quando i ricercatori hanno esaminato le cellule, hanno scoperto che l’interruzione di questa fornitura causava un aumento della produzione cellulare.

Gli organelli, chiamati corpi PXo, fungono da serbatoi per un elettrolita essenziale per la vita.

Per capire perché, Xu e colleghi hanno esaminato il modo in cui il fosfato influisce sull’espressione genetica. Hanno attivato un gene chiamato PXo, che è simile a un gene presente nei mammiferi per la creazione di proteine ​​sensibili al fosfato. Quando i livelli di fosfato erano bassi, l’espressione di PXo veniva ridotta, provocando un aumento della divisione cellulare. Al contrario, la divisione è rallentata quando hanno progettato PXo per sovraesprimere la sua proteina.

Il team ha contrassegnato la proteina PXo con un marcatore fluorescente per seguirla e ha scoperto che era coinvolta in strutture misteriose all’interno della cellula.

"Questi erano abbastanza visibili", ha detto Xu a Conroy, "e ci siamo chiesti cosa fossero."

Un nuovo organello: Ad un esame più attento, il team ha trovato strutture di forma ovale composte da più strati di membrana, con la proteina PXo che trasporta il fosfato attraverso di essi. Chiamato opportunamente corpo PXo, l'organello ha poi trasformato il fosfato in fosfolipidi, che le cellule utilizzano nella costruzione della membrana.

Quando i moscerini della frutta hanno ridotto il loro apporto di fosfato, i corpi PXo si sono aperti, riversando fuori i loro fosfolipidi e innescando un segnale di stress che ha ostacolato la divisione cellulare. (L’aumento della produzione cellulare potrebbe essere un modo per cercare di stabilizzare i livelli di fosfato, ha detto Xu a Conroy; l’idea è che più cellule possano assorbire una maggiore quantità di fosfato che improvvisamente fluttua in giro.)

La scoperta potrebbe innescare la ricerca di organelli che immagazzinano fosfati in altri animali, compresi gli esseri umani. Ulteriori ricerche potrebbero anche aiutarci a sapere come si inserisce l’organello nella vita della cellula, come interagisce con gli altri e come cambia nel tempo.