Nanotecnologie, arriva il dispositivo che mima le proprietà del muscolo

È stato realizzato dal Dipartimento di Bologia dell'Università di Firenze un nano dispositivo con le proteine che costituiscono il motore molecolare del muscolo

Il team di ricercatori del PhysioLab del Dipartimento di Biologia dell'Università di Firenze, coordinato da Vincenzo Lombardi, ha realizzato un nano dispositivo in grado di mimare le proprietà del muscolo, come spiega l’articolo intitolato “A myosin II nanomachine mimicking the striated muscle”, pubblicato su Nature Communications.

Il dispositivo è realizzato con proteine motrici purificate da muscolo di coniglio, l’apparato – realizzato da Pasquale Bianco, ricercatore di Fisiologia del Dipartimento di Biologia – usa la tecnologia laser per misurare la forza prodotta da una schiera di motori molecolari di miosina quando interagiscono con un filamento di actina.

La ricerca – che ha coinvolto numerosi dottorandi e post doc fiorentini tra i quali Irene Pertici, che ha discusso il metodo ed i risultati nella sua tesi di dottorato – è stata condotta con il supporto tecnico di Dan Cojoc (Istituto Officina dei materiali – CNR, Trieste) per la preparazione delle superfici su cui sono disposti i motori molecolari e di Miklos Kellermayer (Semmelweis University, Budapest, Ungheria) per i test sulla disposizione dei motori con immagini al microscopio a forza atomica. 

Ma a cosa serve? Il dispositivo costituisce uno strumento nuovo e potente per ricerche su fisiologia, patologia e farmacologia delle proteine contrattili, senza la complicazione delle complesse interazioni con le altre proteine muscolari.  “In presenza di concentrazioni fisiologiche di ATP – ha spiegato Pasquale Bianco-, il dispositivo sviluppa forza e accorciamento a una velocità che varia in relazione al carico imposto, dimostrando che la relazione tra potenza e carico, caratteristica dei motori di miosina che lavorano in parallelo nell’unità strutturale tridimensionale del muscolo in vivo, può essere riprodotta da un sistema motore unidimensionale costituito da almeno 16 motori molecolari ancorati allo stesso supporto che funziona da base meccanica. .”

“Lo studio delle patologie muscolari che affliggono l’uomo, e in particolare quello delle cardiomiopatie, ha fatto passi decisivi con l’introduzione dei metodi di ingegneria genetica per ottenere proteine motrici ricombinanti sulle quali si può determinare direttamente il difetto funzionale e provare l’efficacia come strumenti terapeutici di nuove molecole – ha concluso Vincenzo Lombardi, professore emerito di Fisiologia -. In questo senso l’apparato rappresenta un passo avanti fondamentale, perché fornisce lo strumento che permette di determinare come una particolare mutazione nelle proteine motrici influenza l’uscita di potenza in relazione al carico e come un particolare farmaco può recuperare la funzione. Ciò è cruciale per la miosina cardiaca, in quanto essa produce potenza in condizioni in cui il carico è determinato dalla pressione arteriosa.”


18/09/2018