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Ricercatori sviluppano modello del ciclo cellulare dei mammiferi

Il processo di divisione cellulare ha un ruolo importante negli organismi unicellulari e multicellulari, soprattutto per la trasformazione di ovociti fertilizzati in organismi maturi. Non riuscire a controllare il ciclo cellulare può risultare in una proliferazione dei tumori e nello sviluppo del cancro. Ricercatori dell’Université Libre de Bruxelles (ULB) in Belgio hanno sviluppato un modello dinamico dettagliato per il ciclo cellulare dei mammiferi.

Le scoperte, pubblicate nella rivista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), contribuiranno a sensibilizzare sul ruolo del ciclo cellulare negli organismi viventi, in condizioni fisiologiche e in presenza di patologie.

La ricerca fa parte del progetto BIOSIM (“Biosimulation – a new tool in drug development”) finanziato dall’UE, che è stato finanziato con ben 11 milioni di euro nell’ambito dell’area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologie per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ). BIOSIM è coordinato dal Politecnico della Danimarca, e include anche partner del Belgio, Germania, Spagna, Francia, Ungheria, Paesi Bassi, Slovacchia, Svezia e Regno Unito.

Secondo i ricercatori, i dati raccolti negli ultimi 20 anni indicano che il ciclo cellulare è controllato dalla rete di proteine chinasi ciclina-dipendenti (Cdk).

“La progressione nel ciclo cellulare è controllato dall’attuazione sequenziale transiente di una famiglia di Cdk, che permettono una successione ordinata delle fasi cellulari, anche se sembra esserci una certa sovrapposizione delle diverse cicline e Cdk”, scrivono gli autori dello studio. “Le proteine Cdk sono attive soltanto quando formano un complesso con le relative cicline”.

I ricercatori dell’ULB hanno tuttavia determinato che a causa della complessità del processo di regolazione della rete Cdk e della difficoltà di prevedere la sua evoluzione, le simulazioni al computer del comportamento ideale dei modelli fornirebbero le risposte che gli scienziati stanno cercando.

Claude Gérard, un dottorando dell’ULB, ha sviluppato un modello molto dettagliato che spiega le dinamiche del ciclo cellulare dei mammiferi. “Il modello contiene quattro moduli regolati dalla Cdk tramite fosforillizzazione reversibile, inibitori della Cdk, e sintesi o degradazione della proteina”, hanno mostrato i ricercatori.

“I fattori di crescita (GF) provocano la transizione dallo stato quiescente e stabile, all’oscillazione autosostenuta all’interno della rete di Cdk. Tali oscillazioni corrispondono all’attivazione ripetitiva e transiente della ciclina D/Cdk4-6 nella G1, della ciclina E/Cdk2 nella transizione G1/S, della ciclina A/Cdk2 nella S e nella transizione S/G2, e della ciclina B/Cdk1 nella transizione G2/M.

Il team ha evidenziato come il modello prevede che in presenza di un fattore della crescita oltre la soglia, le interazioni regolatrici nell’ambito della rete di Cdk può improvvisamente produrre grandi oscillazioni che corrispondono all’attivazione controllata e ripetitiva dei complessi ciclina/Cdk insieme ai processi dei cicli cellulari.

“I risultati da noi ottenuti suggeriscono che l’attivazione sequenziale dei moduli Cdk nella rete di Cdk è provocata dall’autoregolazione temporale, che corrisponde all’operazione periodica globale del ciclo cellulare mammario”, fanno notare gli autori.

Per maggiori informazioni, visitare:

Proceedings of the National Academy of Sciences:
http://www.pnas.org/

Université Libre de Bruxelles:
http://www.ulb.ac.be/

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