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La nanostruttura delle membrane lipidiche

Canale nella membrana cellulare


Nelle cellule biologiche può influire su alcune importanti funzioni e sulla vulnerabilità ai virus

La composizione delle membrane lipidiche, simili a quelle delle cellule biologiche, possono ora essere mappate fino alle nanoscale, grazie al risultato di una ricerca condotta in collaborazione dalla Stanford University, dal Lawrence Livermore National Laboratory e dall’Università della California a Davis (UCD) e pubblicato sulla rivista “Science”.
Com’è noto, tutte le cellule viventi hanno una membrana citoplasmatica costituita fondamentalmente da un doppio strato fosfolipidico, con “teste” idrofile verso l’esterno e code “idrofobe” verso l’interno, in cui sono inseriti complessi proteici con varie funzioni secondo il modello detto “a mosaico”.
I componenti di una membrana si possono muovere in senso orizzontale e organizzarsi in particolari aggregati.
Questa organizzazione può influire per esempio, su alcune importanti funzioni della cellula e sulla vulnerabilità ai virus.
“La grande difficoltà – ha spiegato Marjorie Longo, professore di ingegneria chimica e scienza dei materiali della UC Davis – è studiare queste strutture da vicino, poiché si parla di dimensioni dell’ordine delle decine di nanometri.”
Come è possibile dunque gettare uno sguardo per capire quanto sia effettivamente piccola e dinamica una porzione di membrana? L’utilizzo di un microscopio a forza atomica (AFM), per esempio, fornisce un’immagine molto dettagliata dei contorni della membrana ma senza informazioni chimiche.
Il gruppo di ricerca guidato da Steven Boxer della Stanford University ha avuto l’idea di utilizzare un fascio di particelle cariche molto ben collimato per scandire la superficie di membrane lipidiche artificiali contenenti aggregati lipidici sviluppati nello stesso laboratorio. I componenti della membrana erano stati precedentemente marcati con isotopi pesanti di carbonio e azoto posti su wafer al silicio essiccati e congelati per preservarne la struttura. I frammenti strappati via dal fascio sono stati poi catturati e analizzati grazie alla tecnica di spettrometria di massa ionica secondaria (SIMS).
Il confronto di immagini di AFM e di SIMS dello stesso campione ha permesso così di ottenere una “mappa” con informazioni riguardanti sia la struttura sia la composizione chimica.

Fonte: Le Scienze (11/10/2006)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: membrana
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