Quando le nostre cellule dormono: quiescenza e rinascita

Le cellule viventi sono in grado di uscire dal normale ciclo cellulare (stato di proliferazione) ed entrare in uno stato alternativo (dormiente) chiamato quiescenza.

Le cellule entrano in quiescenza quando sono affamate di uno o più nutrienti. Durante questo stato affascinante, hanno l’intrigante capacità di mantenere la vitalità per un lungo periodo (a volte diversi mesi o anni) e di riprendere la crescita dopo il ripristino del nutriente mancante.

Sebbene, in natura, le cellule trascorrano la maggior parte del loro tempo in tale stato di quiescenza, la maggior parte degli studi condotti nei laboratori di ricerca si concentra su cellule che subiscono un normale ciclo cellulare. Pertanto, si sa molto poco su come le cellule entrano in quiescenza, su come le cellule sopravvivono alla mancanza di nutrienti durante periodi così lunghi e su come possono rientrare nel normale ciclo cellulare quando viene aggiunto il nutriente mancante.

Le cellule quiescenti hanno una serie di caratteristiche distintive, tra cui una parete cellulare ispessita, un profilo trascrizionale specifico, una maggiore resistenza al calore e allo stress ossidativo.

Il team di Taddei sta studiando come i cromosomi (supporto dell’informazione genetica) sono organizzati all’interno dello spazio tridimensionale del nucleo e come questa organizzazione influenzi la loro funzione.

Si è recentemente dimostrato che durante la quiescenza, il genoma delle cellule quiescenti a vita lunga subisce un’importante riorganizzazione spaziale. Durante la fase esponenziale, le 32 estremità dei cromosomi di lievito, denominate “telomeri”, si trovano principalmente al confine del nucleo e si raggruppano formando da 3 a 5 focolai; in quiescenza, i telomeri si rilocalizzano al centro del nucleo in un unico “ipercluster”.

Inoltre, la microscopia a super risoluzione, consentendo l’osservazione della struttura dettagliata della cromatina, rivela che, attorno all’ipercluster telomerico, il resto del genoma è altamente compattato e mostra un’organizzazione molto concentrica, estremamente diversa da quella osservata durante il normale ciclo cellulare.

È molto interessante notare che questa organizzazione è reversibile: l’aggiunta del nutriente mancante porta alla scomparsa dell’ipercluster telomerico in meno di 30 minuti.

L’origine e il meccanismo di una così drammatica riorganizzazione del genoma sono ancora sconosciuti. l’aggiunta del nutriente mancante porta alla scomparsa dell’ipercluster telomerico in meno di 30 minuti. Più in generale, i meccanismi alla base della “quiescenza” e della “rinascita” delle cellule rimangono misteriosi e sono al centro di molte ricerche attive.

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