Volvox, osservato per la prima volta da Antonie van Leeuwenhoek nel 1700, è uno degli organismi pluricellulari fotosintetici più semplici in quanto, oltre ai gameti, è composto da due soli tipi cellulari :
–cellule vegetative: compongono la parete esterna insieme ad una matrice gelatinosa e sono responsabili del movimento dell’alga
–cellule riproduttive: non hanno flagelli e garantiscono la diffusione della specie attraverso riproduzione asessuata e la produzione di colonie figlie
In una panoramica della biologia di Volvox, i citoplasmi delle cellule somatiche sono in continuità, così da poter comunicare tra loro senza bisogno di un sistema nervoso. La direzionalità del movimento permette a Volvox una migliore illuminazione, fondamentale per un’alga e non solo. Può riprodursi in maniera sia sessuata che asessuata a seconda di vari fattori ambientali: stress termico o luminoso o molecole specifiche secrete da altri esemplari, ad esempio, inducono la riproduzione sessuale .
Le cellule che compongono Volvox sono estremamente simili e filogenicamente correlate al genere Chlamidiomonas, in questo modo è possibile analizzare le differenze che intercorrono tra l’organizzazione delle interazioni che determinano le differenze tra pluricellularità e unicellularità. Quindi, ad esempio, si può determinare quali geni determinano il mating type in Chlamidiomonas e confrontare il loro scopo in Volvox, oppure differenze nella regolazione dei cicli riproduttivi.
La riproduzione in Volvox può avvenire quindi sia in maniera asessuata che sessuata. Per un aspetto in particolare esiste la possibilità di uno studio comparativo con l’uomo: durante la riproduzione sessuale vengono conservati solo i cloroplasti di un tipo parentale…un po’ come avviene nell’uomo con i mitocondri!
Mutazioni del gene di Volvox MAT3 provocano, oltre che una dimensione più ridotta delle cellule, anche errori nella attiva distruzione dei cloroplasti non necessari e quindi nella trasmissione uniparentale di questi, tali fatti quindi evidenziano l’importanza di questo gene nella regolazione del ciclo cellulare.
Ma perché è importante lo studio di geni che “regolano” la pluricellularità?
MAT3 è il gene omologo a RB, che è il soppressore tumorale il quale se mutato è responsabile della proliferazione del retinoblastoma. Esso ostacola attraverso l’inattivazione di E2F1(un fattore trascrizionale) l’entrata nella fase S del ciclo cellulare;
Ma che ruolo ha MAT3? Come Rb lega E2F1 durante il ciclo cellulare ma, al contrario di Rb, l’inibizione non è la sola funzione, infatti il complesso MAT3-E2f-DP non necessariamente è repressivo: dopo fosforilazioni plurime di MAT3 il complesso può diventare un promotore trascrizionale(Fig.2).
Non solo, MAT3 sembra implicato nella “scelta” del matig type in Volvox , infatti sono state osservate differenze sostaziali nella sequenza e nello splicing di MAT3 all’interno dei sessi di Volvox(Fig.3);
Studiando la regolazione della pluricellularità sarà possibile trovare altri oncosoppressori? Altri target per la lotta contro il cancro? Ovviamente ci auguriamo di si.
Alessandro Clochiatti
Fonti:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20978220 (ruolo di MAT3),
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8590807 (cloroplasti di provenienza uniparentale),
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20395508 (divergenza sessi in Volvox)
