Uno studio dell’Università di Pavia svela l’orologio interno delle cellule 

Due cellule apparentemente identiche possono trovarsi in momenti molto diversi del proprio ciclo vitale e, di conseguenza, comportarsi in modo differente. Per rendere visibile questo “orologio interno”, un gruppo di ricerca coordinato dal Synthetic Physiology Laboratory dell’Università di Pavia (nella foto l’ingresso della sede centrale in Strada Nuova) ha sviluppato CALIPERS – Cell-cycle-Aware Live-cell Imaging for Phenotyping Experiments and Regeneration Studies.
La nuova piattaforma, descritta sulla rivista scientifica internazionale «Nature Communications», consente di seguire nelle stesse cellule viventi la progressione del ciclo cellulare insieme a caratteristiche strutturali e funzionali quali l’organizzazione del citoscheletro, il movimento e l’attività del calcio.

Superare il limite delle misure 

I sensori fluorescenti utilizzati nella ricerca biologica sono molecole che, quando illuminate, emettono luce in intervalli predefiniti di lunghezze d’onda. I moderni microscopi a fluorescenza possono rilevare separatamente queste emissioni, associando ciascun colore a una specifica caratteristica o attività della cellula.
Molti dei sensori fluorescenti più utilizzati per misurare struttura e funzione cellulare emettono nelle regioni verde e rossa dello spettro. Anche i tradizionali indicatori FUCCI del ciclo cellulare occupano gli stessi due colori. Questa sovrapposizione ha finora limitato la possibilità di integrare le misure fenotipiche con quelle del ciclo cellulare nello stesso campione vivente. La conseguenza è particolarmente rilevante nello studio di fenomeni biologici complessi: differenze attribuite a un trattamento sperimentale potrebbero, in realtà, dipendere dal diverso momento del ciclo in cui si trovano le cellule osservate. Il problema diventa ancora più importante nei modelli basati su cellule staminali, nei quali proliferazione, migrazione, differenziamento e maturazione funzionale avvengono contemporaneamente e si influenzano a vicenda. Questi modelli sono sempre più utilizzati per studiare lo sviluppo embrionale e la medicina rigenerativa. Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno progettato FUCCIplex, una nuova versione del reporter che utilizza segnali ciano e infrarosso lontano. In questo modo i canali verde e rosso rimangono disponibili per misurare, nella stessa cellula, fenomeni quali l’organizzazione dell’actina e dei microtubuli oppure l’attività del calcio.