UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELL’AQUILA
UFFICIO COMUNICAZIONE, WEB E SOCIAL NETWORK
L’Aquila 11.7.2016
comunicato stampa
IL DESTINO DELLA CELLULA ANALIZZATO AL COMPUTER
Una ricerca condotta con la collaborazione dell’Istituto di analisi dei sistemi ed informatica del Consiglio nazionale
delle ricerche propone un modello dinamico e predittivo di cellule di lievito che fornisce per la prima volta una visione
a tutto tondo dei differenti eventi molecolari alla base del destino cellulare: dinamica che contraddistingue cellule
sane, ma anche tumorali. Un primo passo verso lo sviluppo di attività applicative su modelli cellulari umani. Lo studio
è stato pubblicato su Nature Communications
Un nuovo modello matematico descrive e predice la dinamica degli eventi molecolari che regolano il destino cellulare.
La ricerca condotta dall’Istituto di analisi dei sistemi ed informatica Antonio Ruberti del Consiglio nazionale delle
ricerche (Iasi-Cnr) di Roma, in collaborazione con le Università dell’Aquila e di Milano Bicocca, quest’ultima
consorziata con lo Iasi nell’Infrastruttura di ricerca Sysbio.it, chiarisce come e quando una cellula passa da uno stato di
quiescenza ad un’attiva proliferazione. Caratteristica che – come è noto - contraddistingue cellule sane, ma anche
tumorali, che sfuggono al normale controllo dei meccanismi di divisione cellulare. Lo studio, pubblicato sulla rivista
Nature Communications, fornisce per la prima volta una visione a 360 gradi di tale processo sfruttando un approccio
multidisciplinare che integra dati biologici con modelli matematici e analisi computazionale.
“Il modello che proponiamo”, spiega Pasquale Palumbo dello Iasi-Cnr, “ha la peculiarità di essere dinamico e
unificante, in quanto riesce a racchiudere in una cellula intera molti e diversi dati raccolti attraverso esperimenti
differenti. La divisione cellulare è un processo complesso che coinvolge oltre duecento geni, i quali vengono accesi
simultaneamente in un intervallo di tempo relativamente breve. Con il nostro studio abbiamo dimostrato che nelle
cellule di lievito Saccharomyces cerevisiae, tra i modelli più utilizzati di cellula eucariotica, dotata cioè di una precisa
compartimentazione interna dei suoi principali componenti, è la modificazione di una singola proteina a svolgere un
ruolo determinante”.
La modificazione della proteina e l’accensione dei geni “si succedono in una sequenza temporale coerente e
prevedibile”, prosegue il ricercatore. “Nel caso di studio, a regolare l’espressione genica alla base della duplicazione del
DNA e, di conseguenza, a influenzare la massa critica cellulare al momento del passaggio dalla fase quiescente a quella
dinamica, la cosiddetta fase G1, è la proteina chiamata Whi5. Il modello proposto, però, è anche predittivo, come
attestano i risultati ottenuti su cellule di lievito mutate nella proteina Whi5, oltre che quelli estrapolati dalla recente
letteratura scientifica e riprodotti attraverso analisi di simulazione”.
“Questo lavoro” - conclude Lilia Alberghina dell’Università di Milano Bicocca, “rappresenta il primo tassello di un
progetto più ampio che ispira la mission di Sysbio.it: promuovere la realizzazione di un modello a cellula intera, in cui
eventi molecolari in genere, in questo caso la divisione cellulare, si incastrano all’interno di una struttura modulare che
contiene le diverse attività cellulari. Un modello di questo tipo sarebbe di grande stimolo per acquisire nuove
conoscenze sulla risposta cellulare in diverse condizioni fisiologiche e patologiche da estendere allo sviluppo di attività
applicative anche per cellule umane”.
Scheda
Chi: Istituto di Analisi dei Sistemi ed Informatica “Antonio Ruberti” (Iasi-Cnr), SYSBIO.IT Infrastruttura di ricerca, Università di
Milano Bicocca e Università degli Studi dell’Aquila.
Che cosa: Un modello dinamico e predittivo, elaborato sulla base di un approccio multidisciplinare, fornisce una visione a tutto
tondo dei meccanismi molecolari della divisione cellulare nell’organismo modello lievito. “Whi5 phosphorylation embedded in the
G1/S network dynamically controls critical cell size and cell fate”, Palumbo P, Vanoni M, Cusimano V, Busti S, Marano F, Manes C,
Alberghina L. Nat. Commun. 7: 113272. doi: 10.1038/ncomms11372 (2016).
Per informazioni Pasquale Palumbo, Iasi-Cnr, tel. 06-49937111, cell: 3494505567, e-mail: [email protected];
Nicoletta Guaragnella, Istituto di Biomembrane e Bioenergetica (Ibbe-Cnr), tel. 080-5443380, e-mail: [email protected]
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