SCOPERTE

Che fine fanno i mitocondri paterni?

393913249_f0a61946dc_zSCOPERTE – I mitocondri, le cosiddette “centrali energetiche” della cellula, sono organelli deputati alla respirazione cellulare. È risaputo che, negli organismi eucarioti, vengono ereditati dalla madre, ma rimane irrisolta una questione: cosa succede a quelli del padre dopo la fecondazione? Il perché (e il come) non fossero trasmessi alla prole era finora una domanda senza risposta definita, con l’unica certezza che deve esserci una spiegazione valida se il fenomeno non è andato perduto nel corso dell’evoluzione, ma si è conservato. Il team di Eli Arama del Molecular Genetics Department del Weizmann Institute potrebbe finalmente aver trovato l’incognita.

Gli scienziati hanno scoperto, studiando il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), che particolari vescicole cellulari originate nelle uova cercano attivamente e distruggono i mitocondri del padre, subito dopo la fecondazione. La nuova ricerca, pubblicata su Developmental Cell, fa così luce su molte delle teorie che sono state elaborate e studiate finora. 

Altre teorie

Una di queste sostiene che l’assenza di mitocondri paterni sia dovuta a un processo attivo nel quale vengono degradati, tramite autofagia. Le vescicole, chiamate appunto autofagosomi, individuano e fagocitano le strutture cellulari indesiderate. Lo studio che ha portato a questa conclusione, tuttavia, è stato effettuato su una specie di nematode, Caenorhabditis elegans, i cui spermatozoi sono molto diversi da quelli che accomunano mammiferi e moscerini della frutta, con una testa e una coda riconoscibili nella struttura. Come potrebbe un autofagosoma fagocitare una struttura così grande, che nel moscerino della frutta raggiunge i 2 millimetri di lunghezza?

Una seconda teoria si basa invece sullo studio di modelli murini e sostiene che l’assenza di mitocondri paterni sia dovuta a un processo di diluizione passiva, che avviene a contatto con quelli materni. Questa ipotesi, tuttavia, non riesce a spiegare perché dopo la fecondazione sia possibile rilevare sui mitocondri paterni marcatori genetici legati all’autofagia.

Vescicole, non autofagosomi

Che fine fanno, dunque, i mitocondri paterni? Nel caso del moscerino della frutta, come ha scoperto il team di Arama, non appena lo spermatozoo entra nell’uovo attira immediatamente delle vescicole, come un magnete. Queste iniziano distruggendo la membrana esterna dello spermatozoo e separando poi i mitocondri paterni dalla sezione della coda. Anche questa viene poi sistematicamente frammentata in piccoli pezzi, che sono fagocitati tramite il processo di autofagia selettiva.

Di che vescicole si tratta? Un’osservazione dettagliata ha rivelato che non somigliano agli autofagosomi, ma a una tipologia coinvolta solitamente in altri percorsi cellulari che in questo caso presenta marcatori tipici dell’autofagia. “Si tratta di strutture troppo grandi e morfologicamente distinte per essere riconosciute come autofagosomi tipici”, commenta Arama. Secondo il team di scienziati questa nuova scoperta, che ritengono applicabile anche ad altre specie con spermatozoi flagellati (compresi gli esseri umani), potrebbe portare, tra le altre cose, a comprendere perché solamente 1/4 delle gravidanze IVF (fertilizzazione in vitro) viene portato a termine. Potrebbe essere, spiegano i ricercatori, che la procedura invasiva invalidi la capacità dell’uovo di distruggere attivamente i mitocondri paterni.

Crediti immagine: fFishey, Flickr

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Eleonora Degano
Biologa di formazione, oggi giornalista e traduttrice freelance specializzata in zoologia, etologia e cognizione animale; collaboro soprattutto con l’edizione italiana di National Geographic e faccio parte della redazione di OggiScienza. Nel 2017 è uscito il mio primo libro «Animali. Abilità uniche e condivise tra le specie» pubblicato da Mondadori Università. Lo trovate qui ➡ http://amzn.to/2i2diPu

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