Una delle scoperte più significative degli ultimi anni riguarda la scoperta di un complesso proteico che potrebbe essere alla base del senso magnetico negli animali. Da secoli, gli scienziati si interrogano su quale sia il meccanismo che permette a diverse specie animali di orientarsi nel campo magnetico terrestre. Recentemente, un gruppo di ricercatori di Pechino ha individuato una risposta, pubblicata su Nature Materials. Nelle cellule di Drosofila, un tipo di moscerino della frutta, è stato scoperto un complesso proteico capace di orientarsi lungo il campo magnetico della Terra. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’orientamento animale e aprire nuove strade in ambito medico e biotecnologico. Benvenuti nell’articolo “Dai batteri a Drosophila: alla scoperta della bussola biologica”, speriamo vi possa piacere!
La Scoperta del Complesso Proteico
Il Ruolo dei Criptocromi
All’interno delle cellule di Drosofila è stato individuato un complesso proteico noto come criptocromi (Cry). Non tutte le cellule ne sono provviste, e i moscerini carenti di criptocromi risultano meno sensibili al campo magnetico terrestre. Questo suggerisce che i criptocromi siano fondamentali per la percezione del campo magnetico.
La Proteina CG8198 e il Receptor Magnetico
La scoperta si concentra su una proteina specifica, la CG8198, capace di legare il ferro tramite un residuo di solfuro. Questa proteina controlla anche il ritmo circadiano. Quando la CG8198 si lega ai criptocromi, assume una conformazione ad ago, formando un bastoncello di CG8198 circondato da una guaina di criptocromi. Questo complesso, osservabile con un microscopio elettronico, si orienta in un debole campo magnetico artificiale, comportandosi come una vera e propria bussola, denominata biobussola. La proteina è stata ribattezzata MagR (Magnetic Receptor).
Analoghe Scoperte nei Batteri
La scoperta della MagR non è del tutto nuova. Negli anni ’60, un meccanismo simile fu individuato nei batteri magnetotattici, come i BW-1. Questi microrganismi percepiscono l’orientamento del campo magnetico grazie ai magnetosomi, strutture interne contenenti minerali magnetici come la magnetite e la grafite.
Implicazioni e Applicazioni Future
Batteri Magnetotattici e Biotecnologie
Recentemente, grazie agli studi del team dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, è stato scoperto un nuovo batterio magnetotattico, il Magnetobrivio blakemorei, il cui meccanismo magnetico è ben chiaro. La scienza intende sfruttare le potenzialità di questi organismi viventi in applicazioni mediche avanzate, come le biotecnologie, utilizzandoli come carrier per proteine ricombinanti nella ricerca e nella diagnostica. Questi batteri risultano interessanti anche nella ricerca contro i tumori.
Manipolazione Cellulare e Magnetogenetica
È possibile manipolare specifiche strutture cellulari applicando un campo magnetico esterno, garantendo un’analisi non invasiva che può svolgersi all’interno degli organelli cellulari. Questa tecnica, nota come magnetogenetica, permette di far ruotare le proteine magnetiche in una direzione specifica, offrendo nuove possibilità di intervento terapeutico.
Altri Animali con Senso Magnetico
Oltre ai batteri magnetotattici e al moscerino Drosofila, anche altre specie come le farfalle utilizzano il senso magnetico per orientarsi durante le lunghe migrazioni. Questo meccanismo potrebbe essere presente anche in altre specie animali, come le tartarughe e gli uccelli, aprendo un nuovo campo di ricerca che potrebbe svelare uno dei misteri della natura.
Conclusione
La scoperta del complesso proteico MagR rappresenta un passo significativo nella comprensione del senso magnetico negli animali. Questa scoperta non solo risponde a una delle domande più antiche della biologia, ma offre anche nuove opportunità in ambito medico e biotecnologico. La possibilità di manipolare strutture cellulari tramite campi magnetici esterni potrebbe rivoluzionare la diagnosi e la cura di diverse patologie. La scienza continuerà a esplorare questo affascinante campo, con la speranza di svelare ulteriori segreti della natura e migliorare la qualità della vita umana.
FAQ – Dai batteri a Drosophila: alla scoperta della bussola biologica
Qual è la funzione dei criptocromi?
I criptocromi sono proteine che permettono alle cellule di orientarsi lungo il campo magnetico terrestre. Non tutte le cellule ne sono provviste, ma quelle che lo sono risultano più sensibili al campo magnetico.
Come funziona la proteina CG8198?
La proteina CG8198 si lega ai criptocromi e forma una struttura ad ago che si orienta nel campo magnetico, comportandosi come una bussola. Questa struttura è chiamata biobussola e la proteina è stata rinominata MagR (Magnetic Receptor).
Cosa sono i batteri magnetotattici?
I batteri magnetotattici sono microrganismi che percepiscono l’orientamento del campo magnetico grazie ai magnetosomi, strutture interne contenenti minerali magnetici come la magnetite e la grafite.
Quali sono le applicazioni mediche della scoperta?
Le potenzialità dei batteri magnetotattici e delle proteine magnetiche possono essere sfruttate in applicazioni mediche avanzate, come le biotecnologie, la ricerca contro i tumori, e la diagnostica non invasiva, tramite la tecnica della magnetogenetica.
