A lezione di nuoto dai batteri

Potrebbe chiamarsi “stile batterio”. Una tecnica di nuoto molto particolare, che permette alle cellule di muoversi sfruttando lunghe appendici come ciglia e flagelli. Utilizzando gruppi di microtubuli di proteine, un team coordinato da Timothy Sanchez della Brandeis University, in Massachussets, è riuscito a riprodurre questo complesso sistema di propulsione cellulare. La scoperta, apparsa su Science, aiuterà a comprendere meglio il funzionamento queste ‘nanomacchine’ biologiche sofisticate.

Costruire un micro-motore capace di imitare un flagello cellulare è una grande sfida di bioingegneria. Sanchez e colleghi sono partiti dal telaio, formato da microtubuli proteici del diametro di circa 20 nanometri. Ai microtubuli sono state poi attaccate molecole di chinesina, una proteina motrice che può convertire energia chimica in movimento. Al termine di questa catena di montaggio in vitro, i ricercatori hanno osservato che i microtubuli tendevano a organizzarsi in pacchetti, ciascuno dei quali iniziava a oscillare in sincronia con gli altri gruppi di microtubuli. Questa oscillazione sincronizzata, che ricorda la ola creata dai tifosi allo stadio, è chiamata onda metacronale ed è caratteristica delle ciglia cellulari.

Gli autori precisano che questi micro-motori artificiali sono una versione semplificata dei reali flagelli cellulari, che possono contenere fino a 650 proteine differenti. Nonostante ciò, sono estremamente utili per comprendere quali sono i meccanismi che generano questo moto sincronizzato. Gli autori suggeriscono, per esempio, che le onde metacronali non siano dovute a reazioni chimiche, ma a fenomeni idrodinamici che coinvolgono microtubuli adiacenti. Il risultato è una macchina molecolare ancora tutta da scoprire e studiare. Magari prendendo qualche lezione di nuoto dai batteri. 

Riferimento: DOI: 10.1126/science.1203963