Una recente ricerca condotta dall'Università di Yale ha portato alla luce notevoli somiglianze tra il citoscheletro cellulare e fenomeni naturali, aprendo nuove prospettive sulla comprensione della vita a livello fondamentale.
Il citoscheletro, una rete strutturale all'interno delle cellule che fornisce forma e supporto, mostra un'autoregolazione simile a quella osservata in sistemi fisici come i terremoti. Questa scoperta suggerisce che principi fisici universali potrebbero governare sia i sistemi viventi che quelli non viventi.
Il team di ricerca, guidato dal professor Michael Murrell, ha osservato che il citoscheletro gestisce l'energia e la trasmissione delle informazioni in modo efficiente, processi cruciali per funzioni cellulari come la migrazione e la divisione. Hanno anche identificato un fenomeno chiamato "localizzazione di Anderson" che regola il flusso di energia all'interno del citoscheletro, simile a una transizione da conduttore a isolante.
Queste scoperte si inseriscono in un contesto più ampio di ricerca sulla biofisica, che studia i processi biologici attraverso le leggi della fisica. Comprendere come le forze meccaniche influenzino la crescita e la differenziazione cellulare potrebbe aprire nuove strade per lo sviluppo di terapie mirate.
I risultati suggeriscono che i sistemi viventi e non viventi possono essere governati da principi fisici simili, aprendo la strada a una comprensione più profonda della vita e alla creazione di nuove tecnologie.
La ricerca ha rivelato che il citoscheletro, composto da proteine come l'actina e la tubulina, presenta una dinamica complessa, con filamenti che si assemblano e si disassemblano costantemente. Questo processo è simile ai movimenti tettonici, dove le placche interagiscono.
Lo studio aggiunge ulteriori prove al fatto che i sistemi biologici si auto-organizzano vicino a un punto critico per rimanere flessibili, reattivi e robusti.
La connessione tra la meccanica cellulare e la fisica della materia condensata è sottolineata dal fatto che le onde di stress nel citoscheletro sono confinate in regioni rigide localizzate, impedendone la diffusione attraverso la rete.
I ricercatori hanno dimostrato che le cellule possono passare dalla propagazione della forza a lungo raggio "simile al metallo" alla dissipazione localizzata "simile all'isolante" regolando la concentrazione di proteine che ramificano l'actina e le condizioni ioniche. Queste transizioni emergono spontaneamente dall'interazione tra la geometria e lo stress interno e non richiedono un controller centrale.