Fabiana Perocchi e i mitocondri

cellulaScoperta la regolazione calcio-dipendente del metabolismo mitocondriale

Tiziana Perocchi, ricercatrice italiana presso l'università di Monaco di Baviera ha scoperto la natura dell'uniporto, il canale sulla superficie dei mitocondri che permette a queste cariche positive di entrare e attivare vitali reazioni metaboliche quali la contrazione muscolare, la capacità di imparare e ricordare, la secrezione dell'insulina e di altri importanti ormoni.

I mitocondri della maggior parte delle cellule eucariotiche possono assorbire grandi quantità di calcio, ma nessuno sa come e perché. Molti ricercatori hanno a lungo sospettato l’ esistenza di un canale sulla superficie dei mitocondri che permette a queste cariche positive di entrare e attivare vitali reazioni metaboliche quali la contrazione muscolare, la capacità di imparare e ricordare, la secrezione dell'insulina e di altri importanti ormoni. Tuttavia finora nessuno era stato in grando di identificare quale proteina formasse il canale, il cosiddetto "uniporto".

È la prima volta che mi accade: poter scrivere di un argomento che mi ha appassionato sin da adolescente e che, soprattutto, mi permette di mettere in luce una straordinaria persona che, grazie ad una dedizione enorme mista a sacrifici e caparbietà, ha trovato la sua dimensione professionale: diventare una scienziata consacratasi a scoprire una serie di moduli di ricerca nella genetica – in particolare il corredo genetico del mitocondrio (DNA mitocondriale) – che ha permesso di far studiare e capire molte cose nel campo medico-biologico.

FABIANA-PEROCCHI

Fabiana Perocchi, una delle tante eccellenze italiane che per emergere hanno dovuto andarsene all'estero, è una biologa summa cum laude (110 su 110/lode) che nell’impatto con il mondo scientifico non si è accontentata di fare l’insegnante, la ricercatrice anonima, la portaborse anzi, con mosse repentine e decisioni efficaci, ha partecipato ad un concorso europeo che le ha aperto la via di Heidelberg.

Lì giunta ha incontrato un giovane group leader americano e la sua equipe che le hanno aperto le porte internazionali all’avventura nel campo della biologia e della genetica.

Tutto ciò non è stato facile per lei anche se la stoffa scientifica c’era e c’è ed era ed è di primissima qualità. Ad Heidelberg ha passato 5 anni fecondi che le son serviti come trampolino di lancio per arrivare a Boston all’MGH.

Il desiderio di Fabiana - ma sì! ...è giovane, bella, capace ...perchè etichettarla come Dott.ssa Petrocchi? - è sempre stato quello di mettersi alla prova per valutare le sue capacità di osservare, pensare, formulare ipotesi, fare esperimenti. L’avventura scientifica vera e propria nacque 10 anni fa quando si imbatté nella “famigerata” P53, una proteina molto particolare, durante la stesura della sua tesi di laurea.
Altri 4 anni di studi, di sacrifici ed ecco il primo importante traguardo raggiunto: ha identificato la proteina responsabile del trasporto del calcio all’interno dei mitocondri. Un lavoro eccellente, premiato e pubblicato nel 2010 su “Nature”, la più prestigiosa rivista scientifica del mondo.

Ma tutto questo non bastava alla nostra Fabiana, che non ha mai avuto paura dell’ignoto.

Due anni fa raccoglie “baracca e burattini” e passa d’emblée da Boston a Barcellona. Un anno proficuo per annusare nuove idee e, senza colpo ferire, di nuovo in viaggio verso il futuro. Arriva a Monaco di Baviera pronta ad affrontare una sfida più affascinante ma più complessa: ottiene il ruolo di Group Leader e le approvano due Grant (due nuovi lavori basati su esperimenti). La vita nuova, le difficoltà, non le creano un grosso ostacolo: lei è sempre più propositiva, determinata, attiva, pronta ed efficace. Ci sarà un traguardo da raggiungere? Ritengo di sì ma ve lo farò sapere più avanti.
Le faccio una domanda che mi permetta di far capire ai nostri lettori come si possa diventare scienziati?
Fabiana risponde: “Occorre stimolare, attraverso giochi visivi, linguistici, uditivi, la costruzione di modelli e regole con le loro probabili interazioni e cercare di trovare le varie strategie di risoluzione tanto da soli quanto in gruppo. È questo l’imprescindibile di ogni vero pensiero collegato e sostenuto dai fatti”. Continua Fabiana: “Dobbiamo lavorare con sistemi matematici e statistici sempre più complessi che ci permettano, attraverso i giochi sensoriali, di fare errori, di riconoscerli e ricominciare”.
Insomma Fabiana ci conferma che il lavoro in generale e quello scientifico in particolare debba essere affrontato con una grande passione, la sola cosa che permette la funzione ripetitiva che accresce la conoscenza.
L’ultima presentazione che l’ha vista impegnata in un convegno è una bellissima relazione sui mitocondri (questi organuli cellulari che le hanno preso il cuore).

Fabiana è una continua sorpresa, un’altra importante italiana di cui siamo fierissimi. Come dicevo il suo futuro è già scritto. Noi, per pudore e prudenza mettiamo la sordina ai nostri pensieri e previsioni… (vuoi vedere che è una delle italiane che rischia, in un futuro, di prendere il Nobel?...)

Certo, non lo possiamo nascondere, vediamo una luce da un non lontano divenire che, probabilmente ci indica questo traguardo bellissimo.
Allora, forza Fabiana, rimbocchiamoci le maniche che nei prossimi 30 anni ci sarà tanto da lavorare e questo sarà solo il primo articolo dei tanti che ti verranno dedicati.
Con grande affetto
Un ammiratore.

 

In possesso un training nella genetica del lievito, un organismo fatto di una sola cellula che usiamo anche per fare la birra, la ricercatrice italiana Fabiana Perocchi era curiosa di verificare se le cellule di lievito si comportassero come le cellule di altri organismi, cioé potessero assorbire calcio.

No, non possono. Questa era una sorpresa, dunque Fabiana andà avanti cercando di capire se ciò dipendesse da una mancanza di conoscenza o se esiste veramente un differenza biologica tra le cellule umane e quelle del lievito.

Fabiana si ricordò delle parole del suo capo di dottorato: avendo trovato ciò che non seguiva la regola doveva operare per sottrazione: tutte le proteine umane che localizzano nei mitocondri meno le proteine simili nel lievito.

Leggendo la letteratura scientifica degli anni 70 e 80 Fabiana identificò un’altra regola. Organismi unicellulari chiamati protozoi, come per esempio quelli responsabili della malattia del sonno, che sono evolutivamente molto distanti da noi, conservano la capacità di assorbire calcio nei loro mitocondri. Ora si trattava di fare un’intersezione: proteine umane mitocondriali meno proteine simili di lievito, ma comuni a proteine dei protozoi. La lista di candidati genici si era ridotta da migliaia di proteine a sole 58!

Tramite analisi genetiche e biochimiche Fabiana ha poi dimostrato che due proteine tra quelle 58 funzionano da canale del calcio mitocondriale, svelando così un mistero che i ricercatori stanno cercando di risolvere da oltre 50 anni.

mitocondrio

L'importanza della scoperta

Quale e’ l’impotanza di questa scoperta? Enorme!!

Valutiamo le funzioni del Calcio ionico:
1) La propagazione del segnale del calcio all’interno dei mitocondri regola la contrazione muscolare;
2) Attiva la capacità di imparare e ricordare; 
3) E' funzionale alla secrezione dell’insulina che regola i nostri livelli di glucosio nel sangue; 
4) Favorisce la secrezione di altri importanti ormoni;
5) Permette la proliferazione cellulare
…insomma tutto cio’ che ci fa vivere e fa vivere bene cellule ed organismi deve fare i conti con lo ione Calcio.

Cosa sono e a cosa servono le proteine.

Usiamo uno schema semplice per farle capire anche ai profani
↗ NH2
R
↘ COOH
R =radicale e rappresenta una catena, più o meno lunga, di atomi di carbonio e idrogeno.
NH2 = gruppo aminico
COOH = gruppo carbossilico

Perché le proteine sono così importanti?

Le proteine sono tantissime, vengono prodotte dalla collaborazione del DNA con l’RNA e sono responsabili dei processi dinamici di trasporto – e non solo – che avvengono sulle membrane delle cellule e degli organuli cellulari. Fanno loro compagnia i lipidi (le sostanze grasse) che hanno la funzione di regolare, nella combinazione con le proteine, la permeabilità delle stesse membrane.

Tutte le membrane delle cellule, tranne le cellule nervose (che sono ricche di lipidi e quindi poco attive rispetto all’ambiente esterno), sono ad alto contenuto proteico e svolgono appunto il ruolo di trasferimento di ioni e di energia. Più specificatamente le membrane dei mitocondri stabiliscono relazione pertinenti con le proteine proprio per il trasferimento energetico all’interno della cellula. In parole semplici il mitocondrio è il fornaio e il ristorante della cellula.

La Creatività

Cosa sarà mai successo a Fabiana da permetterle di diventare una donna di successo nel mondo scientifico?
Ho una mia teoria. Secondo me la sua immaginazione ha incontrato la complessità delle sue logiche che le hanno suggerito non solo idee ma anche previsioni di eventi futuri che hanno trovato la loro verificabilità attraverso un formidabile strumento che tutti chiamiamo esperimento.
All’inizio della sua attività la creatività per lei è stata rapida, spontanea, efficace. Ora forse è un po’ più faticoso ma la passione che le permette di seguire il cammino verso la conoscenza è tantissima e, per fortuna, indipendente dalla volontà e dalla coscienza. Come se dal suo inconscio, ritengo, partano segnali, messaggi ricchi di molti elementi che l’immaginazione di Fabiana trasforma in ipotesi su cui fa “giochi” di connessione con un linguaggio veloce, efficace, condivisibile.
Ah, dimenticavo: questa operazione tutti la chiamano creatività!
La creatività avviene in momenti inaspettati, impossibili da prevedere, forse proprio quando siamo più liberi dalle scariche sensoriali. L’incontro fortuito di cooperazione di tutte le aree cerebrali fa si che si risvegli l’intuizione che poi permetterà quella coagulazione e formerà l’improvvisa illuminazione, l’idea che permette agli scienziati, ai creativi, agli artisti di andare da ciò che è noto verso l’ignoto. 

 

Ora, grazie al lavoro di Fabiana, possiamo finalmente capire come modulare questa proprietà fondamentale per migliorare la qualità e la salute degli esseri umani.

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Volete saperne di più?
Potete leggere la storia per intero su Nature.
Nature. 2011 Jun 19; 476(7360):341-5
Nature. 2010 Sep 16; 467(7313):291-6.

 

 

 

 

 

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