La socialità delle Amebe

La filogenesi della pluricellularità è estrememamente affascinante, sia per le sue forme e colori, che sembrano provenire da altri pianeti e realtà, che per le straordinarie capacità adattative che questa strategia ha mostrato nel tempo. I Mycetozoa sono un gruppo di amebe molto particolare, in quanto in determinate condizioni hanno la capacità di modificare il proprio stile di vita.

Physarum polycephalum è uno dei mycetozoi più studiati. Il suo stato di aggregazione dipende dalla disponibilità di cibo e acqua: in loro presenza è in grado di assumere una organizzazione pseudo-pluricellulare, cioè la presenza in un proto-plasma di centinaia di migliaia di nuclei. Tale sincizio è un formidabile predatore: non solo riesce a raggiungere dimensioni considerevolmente maggiori rispetto a molti funghi, ma è anche in grado di muoversi e crescere molto più di un fungo. Finito il cibo, P. polycephalum ritorna allo stadio unicellulare, producendo spore che rimarranno in attesa della prossima opportunità di intraprendere il proprio ciclo vitale.

P. polycephalum è un microrganismo visibile anche a occhio nudo, con il quale quindi anche i “non addetti ai lavori” possono interagire. Inoltre, grazie alle dimensione ed alla organizzazione sinciziale, il protoplasma è in grado di muoversi all’interno di “vene”(Fig.1) secondo pulsazioni alternate ed opposte trasportando nutrimento e informazioni; per queste caratteristiche P. polycephalum è molto utile, come modello, nello studio del traffico intracellulare e plasmodiale, caratteristica che conferisce a questa meravigliosa melma la percezione dell’ambiente, la capacità di risolvere problemi e ricordare.

Fig.1: sono mostrate in dettaglio le “vene” tipiche dell’organizzazione di P. polycephalum

Una diversa strategia è utilizzata da Dictyostelium: questa ameba, al contrario di P. polycephalum, si riunisce in comunità quando la scarsità di nutrienti lo richiede. E’ infatti in grado di vivere anche singolarmente, ma, ovviamente, una ricerca di cibo collettiva è sempre più fruttuosa di una fatta singolarmente. La capacità di aggregazione di questa ameba è legata alla chemiotassi, un fenomeno  determitato dalla percezione di una molecola segnale e dalla polimerizzazione del citoscheletro proprio in quella direzione(il tipico movimento ameboide). Dictyostelium è degno di nota anche per la sua somiglianza con i macrofagi, motivo per il quale è studiato come host della Legionella, batterio infettante tipicamente i macrofagi polmonari.

Anche Dictyostelium fa parte dei Mycetozoa, ma si organizza in maniera differente in quanto ogni cellula ha il suo citoplasma; le unità si riuniscono in un “gregge” in grado di compiere movimenti organizzati e sincroni(Fig.2).

Fig.2: è mostrato il tipico pattern che si forma durante fase di aggregazione di Dictyostelium discoideum

Il meccanismo di aggregazione è guidato da un gradiente di AMP ciclico (cAMP), che stimola il movimento verso la concentrazione maggiore. I recettori per il cAMP, oltre a stimolare la polimerizzazione direzionata dell’actina (vedi RHO e Rac), riescono tramite una diversa proteina G ad amplificare a loro volta il segnale attivando l’Adenilato ciclasi. Inoltre, la presenza di cAMP induce anche una inattivazione della via e consequentemente ad un’azione pulsatile del “richiamo”(Fig.2)

 

Alessandro Clochiatti

Fonti:

  • Chemotassi: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29058003
  • Dyctostelium generalità: http://www.penard.de/Explorer/Amoebozoa/Variosea/
  • Physarum generalità: http://www.phychip.eu/
  • Petri di D.discoideum: http://www.evsc.net/projects/reaction-diffusion-2

 

 

 

 

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