Pensate che la biologia cellulare non possa più sorprenderci? Il professor Allan Albig dell’Università di Boise ha qualcosa da raccontarvi. Gli organelli, quei minuscoli compartimenti che abitano le nostre cellule, stanno rivelando segreti inaspettati. Come le gocce che si muovono fluidamente in una di quelle lampade degli anni ’70 (le ricordate), alcuni di loro si muovono, si fondono e si separano senza avere membrane intorno. Una scoperta che non solo sfida le nostre conoscenze, ma apre nuove prospettive sull’origine stessa della vita. Provo a spiegarmi meglio.
Gli organelli che sfidano la tradizione
Ricordate le lezioni di biologia del liceo? Gli organelli venivano descritti come piccoli organi all’interno delle cellule, ognuno con il suo compito specifico e la sua membrana protettiva. I mitocondri producono energia, i lisosomi riciclano i rifiuti, il nucleo custodisce il DNA e così via. Questo era più o meno il modello standard, apparentemente immutabile.
Ma la scienza è fatta di sorprese. A metà degli anni 2000, i ricercatori hanno fatto una scoperta straordinaria: alcuni organelli funzionano perfettamente senza membrana. Una rivelazione che ha scosso le fondamenta della biologia cellulare. Questi organelli “ribelli” si comportano in modo completamente diverso da quanto ci aspettavamo. Li chiamiamo condensati biomolecolari, e stanno cambiando radicalmente la nostra comprensione del funzionamento delle cellule.
Una danza liquida nel cuore della cellula
Se potessimo osservare questi condensati biomolecolari al microscopio, vedremmo uno spettacolo affascinante. Si comportano come delle bolle in un liquido: si fondono, si separano e si riformano continuamente. Non sono fatti di cera, ma di proteine e molecole di RNA che preferiscono interagire tra loro piuttosto che con l’ambiente circostante.
Come è emerso nel 2022, i ricercatori
hanno identificato circa 30 tipi di questi condensati senza membrana: superano il numero degli organelli tradizionali, che si ferma a circa una dozzina.
In altri termini, il “vero” modello standard è fatto più di cellule “miscelate” che di cellule “irregimentate”. Ed è interessante notare come questi organelli abbiano funzioni molto diverse tra loro. Alcuni sono coinvolti nella formazione delle cellule riproduttive, altri nella produzione di proteine. Ma per molti altri, il ruolo preciso resta ancora un mistero tutto da scoprire.
Le proteine che infrangono le regole
Uno degli aspetti più sorprendenti di questa scoperta riguarda il modo in cui questi organelli mettono in discussione le nostre conoscenze sulla struttura delle proteine. Dal 1950, quando gli scienziati osservarono per la prima volta la struttura della mioglobina, si è sempre pensato che la forma di una proteina determinasse la sua funzione. Ma le proteine che formano i condensati biomolecolari non seguono questa regola. Contengono regioni “disordinate”, senza una forma definita. Quando furono scoperte nei primi anni ’80, queste proteine intrinsecamente disordinate (IDP) lasciarono perplessi i ricercatori. La loro esistenza e il loro ruolo nella formazione dei condensati biomolecolari ci sta costringendo a ripensare alcuni principi fondamentali della biologia cellulare.
Un nuovo sguardo sui batteri
La scoperta di questi organelli sta rivoluzionando anche la nostra comprensione delle cellule batteriche. Tradizionalmente, si pensava che i batteri fossero organismi molto semplici, privi di organelli. Ora sappiamo che non è così.
Sebbene solo il 6% delle proteine batteriche abbia regioni disordinate, rispetto al 30-40% delle proteine delle cellule eucariote, i ricercatori hanno identificato diversi condensati biomolecolari nei batteri. Questa scoperta ci sta mostrando che anche gli organismi più semplici
hanno un livello di complessità maggiore di quanto immaginassimo.
L’origine della vita sotto una nuova luce
Forse la prospettiva più affascinante aperta da questa scoperta riguarda l’origine della vita sulla Terra. Finora, gli scienziati hanno sempre pensato che le prime forme di vita dovessero essere racchiuse in membrane lipidiche. Ma la formazione di queste membrane richiedeva materiali che probabilmente non erano disponibili sulla Terra primordiale.
La scoperta che l’RNA può spontaneamente formare condensati biomolecolari apre scenari completamente nuovi. Forse le prime molecole viventi non avevano bisogno di membrane per organizzarsi in proto-cellule.
Organelli “senza fili”: verso nuove cure per malattie neurodegenerative
Le implicazioni di queste scoperte vanno ben oltre la biologia di base. I ricercatori stanno già sviluppando nuovi approcci terapeutici basati sulla manipolazione dei condensati biomolecolari per il trattamento di malattie come l’Alzheimer, la malattia di Huntington e la SLA. Si stanno sperimentando farmaci in grado di promuovere o dissolvere questi condensati. È ancora presto per dire se questi approcci avranno successo, ma le prospettive sono promettenti.
La strada è ancora lunga, ma una cosa è certa: gli organelli senza membrana ci stanno mostrando che le cellule hanno ancora molti segreti da svelare. E forse, tra non molto, i libri di biologia delle scuole dovranno essere riscritti per includere questi affascinanti attori del mondo microscopico.
