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@ -1,4 +1,4 @@
\chapter{Conclusione}
\chapter{Conclusione e prospettive future}
\label{cap:results} \label{cap:results}
Nello svolgimento di questo lavoro di tesi è stata esplorata la possibilità Nello svolgimento di questo lavoro di tesi è stata esplorata la possibilità
@ -6,8 +6,8 @@ di utilizzare tecniche di microscopia e manipolazione ottica avanzate e
ultraveloci per caratterizzare le proprietà meccaniche di complessi di ultraveloci per caratterizzare le proprietà meccaniche di complessi di
biomolecole interagenti. biomolecole interagenti.
Queste proprietà, in particolare la dipendenza delle caratteristiche dinamiche
delle interazioni da sollecitazioni meccaniche esterne e la loro modulabilità,
Queste proprietà, in particolare la modulabilità delle proprietà dinamiche
delle interazioni attraverso l'applicazione di stimoli meccanici controllati,
sono alla base della \textit{meccanotrasduzione}, ovvero di ogni processo sono alla base della \textit{meccanotrasduzione}, ovvero di ogni processo
che consente la traduzione di un segnale di tipo meccanico in segnali che consente la traduzione di un segnale di tipo meccanico in segnali
biochimici capaci di alterare il funzionamento di cellule e organismi. biochimici capaci di alterare il funzionamento di cellule e organismi.
@ -39,7 +39,7 @@ l'eventuale attivazione di cofattori terzi interagenti può essere rilevata
grazie alla microscopia di fluorescenza. grazie alla microscopia di fluorescenza.
Correlando temporalmente queste due informazioni in un unico esperimento, è Correlando temporalmente queste due informazioni in un unico esperimento, è
possibile caratterizzare e quantificare una serie di meccanismi fondamentali
possibile caratterizzare e quantificare un insieme di meccanismi fondamentali
per la meccanotrasduzione molto più ampio di quello esplorabile con le per la meccanotrasduzione molto più ampio di quello esplorabile con le
due tecniche separatamente. due tecniche separatamente.
@ -65,7 +65,53 @@ raggiungibili in un apparato di spettroscopia force-clamp isolato.
Inoltre, è stata esplorata la possibilità di sfruttare le proprietà ottiche Inoltre, è stata esplorata la possibilità di sfruttare le proprietà ottiche
dei materiali usati negli esperimenti per incrementare il rapporto dei materiali usati negli esperimenti per incrementare il rapporto
segnale/rumore in microscopia di fluorescenza.
segnale/rumore in microscopia di fluorescenza. A questo riguardo, ulteriori
approfondimenti sulla possibilità di usare microsfere dielettriche come
risuonatori ottici si rendono necessari e potranno essere oggetto di uno
studio futuro.
Un sistema sul quale può essere estremamente proficuo applicare questo tipo
di misurazioni è quello delle giunzioni cellulari, in particolare quelle
\textit{aderenti} o \textit{serrate}, dove l'interazione tra diverse specie
di proteine è fondamentale per ottenere un ampia gamma di proprietà meccaniche
osservabili nei tessuti viventi. In questi sistemi, nonostante la complessità
e varietà degli effetti macroscopici osservabili, è ancora possibile
individuare sottoinsiemi di specie di proteine sufficientemente limitati per
poter essere studiati con un metodo come quello descritto in questo lavoro.
Le giunzioni cellulari presentano ancora molti aspetti incompresi, soprattutto
manca ancora una accurata descrizione a livello molecolare dei meccanismi
di interazione responsabili della meccanotrasduzione. Proprio per questo
motivo rappresentano un ottimo banco di prova per l'applicazione delle
metodiche descritte.
Per quanto riguarda le \textit{giunzioni aderenti},
l'osservazione diretta di come il legame tra le proteine \textit{vinculina}
e $\alpha$\textit{-catenina} possa modulare l'interazione di quest'ultima
con i filamenti di \textit{actina} potrebbe permettere di determinare il ruolo,
ancora non chiaro, della \textit{vinculina} nella regolazione delle proprietà
della giunzione. Una realizzazione sperimentale di questa misura
è possibile utilizzando l'apparato realizzato e marcando con una sonda
fluorescente la \textit{vinculina}, mentre allo stesso tempo la cinetica
dell'interazione actina-$\alpha$\textit{-catenina} viene registrata con il
sistema di spettroscopia \textit{force-clamp} (figura \ref{fig:aj_exp}).
Analogamente, nel caso delle \textit{giunzioni serrate},
il ruolo della proteina \textit{cingulina} nel regolare l'attività della
proteina ZO-1, responsabile di connettere il dominio extra-cellulare della
giunzione alle strutture di sostegno intra-cellulari, non è ancora
completamente chiaro.
In questo caso è possibile ipotizzare, sempre utilizzando l'apparato
sperimentale realizzato, una misura in cui la cinetica dell'interazione
tra la proteina ZO-1 (o di un frammento di essa) con filamenti di actina
viene registrata osservando, contemporaneamente, l'eventuale presenza
di cingulina marcata con sonde fluorescenti in prossimità della regione
di interazione.
In conclusione, si ritiene che l'approccio sperimentale descritto in questa
tesi abbia le caratteristiche necessarie per rispondere ai quesiti ancora
aperti sul funzionamento, a livello molecolare, di diversi meccanismi
di \textit{meccanotrasduzione}, e possa fornire misure quantitative sul
rapporto tra forze esterne applicate, cinetiche di interazione e regolazione
delle funzioni cellulari.
Un sistema particolarmetne appropriato per essere indagato attraverso
questo tipo d

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