IFOM Paolo Maiuri

Paolo Maiuri

Nato a Salerno nel 1979, Paolo Maiuri dirige in IFOM il programma di ricerca Organizzazione spazio-temporale del nucleo.
Iscrittosi a Fisica all'Università Federico II di Napoli con l'intenzione di studiare le stelle, con il tempo ha progressivamente spostato i suoi interessi verso la materia vivente e ha quindi scelto l'indirizzo in Biofisica.

I suoi primi studi in ambito biologico, condotti durante il dottorato (conseguito presso la Scuola Normale di Pisa) nel laboratorio di virologia molecolare guidato da Alessandro Marcello all'International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) di Trieste, si sono incentrati sulla misurazione della velocità di trascrizione dell'RNA del HIV nel nucleo di cellule infette. L'HIV è un retrovirus, ovvero un virus il cui materiale genetico è costituito da RNA che, una volta all'interno di una cellula, viene convertito in DNA e integrato nel genoma dell'ospite.

Maiuri e i suoi colleghi sono stati tra i primi a sviluppare un metodo per visualizzare in cellule vive l'RNA virale ancora in corso di trascrizione (l'"RNA nascente")che appare sotto forma di "puntini" posizionati soprattutto alla periferia del nucleo. Combinando avanzate tecnica di microscopia e modelli matematici è stato possibile dimostrare che i geni virali venivano trascritti ad un ritmo 20 volte superiore all'atteso. Questa osservazione si è rivelata importante non solo nell'ambito di HIV, provando che l'RNA di un singolo virus completo potrebbe essere prodotto in soli 12 secondi, ma anche nell'ambito della trascrizione in generale. La notevole plasticità nella velocità di trascrizione osservata suggerisce infatti che la velocità stessa possa essere un elemento sottovalutato della regolazione dell'espressione genica.

A partire dal 2010 Maiuri ha cambiato ambito di ricerca e si è spostato a Parigi presso l'Istituto Curie, nel laboratorio di Matthieu Piel. Qui si è impegnato ad investigare i meccanismi di base che permettono alle cellule di muoversi.

Nel campo della migrazione cellulare ogni laboratorio utilizza il suo sistema e il suo tipo cellulare e pertanto non è facile confrontare fra loro studi diversi per estrapolarne regole generali. Per poter paragonare il maggior numero di linee cellulari diverse in un sistema omogeneo e capire le differenze tra un tipo e l'altro si è pensato di organizzare una gara fra cellule. Ne è nato lo studio con il campione più vasto ad oggi disponibile in questo ambito, grazie ad una collaborazione con 6 Nikon Centers in tutto il mondo (Boston, Londra, Heidelberg, Parigi, Singapore, California). Sono state messe a disposizione 54 linee cellulari da diversi laboratori: la vincitrice della gara di velocità è stata una cellula embrionale primaria umana, a Singapore.

Tuttavia il risultato più importante che questa gara ha permesso di ottenere è stato l'osservazione che una cellula che si muove più velocemente tenderà anche a muoversi nella stessa la direzione più a lungo (proprietà detta "persistenza"). Questo fenomeno non deriva da un semplice meccanismo di inerzia (che alla scala cellulare è trascurabile), ma per processi più complicati non deducibili da questa analisi.

Per questo motivo, i ricercatori hanno deciso di approfondire le loro osservazioni su due sole linee cellulari, prototipiche delle due modalità di migrazione cellulare: ameboide, basata sulla contrazione del retro e la conseguente generazione di una protrusione frontale (un po' come il movimento dei calamari), o mesenchimale, nella quale la cellula si allunga ed usa le proprie estensioni, ottenute tramite polimerizzazione di actina, come piccole "braccia" con cui attaccarsi ad un substrato e spingerlo indietro (come una sorta di caterpillar).

Sui due tipi di cellule scelti Maiuri e i suoi colleghi hanno confermato la correlazione tra velocità e persistenza facendo esperimenti in una, due, tre dimensioni e infine, anche in vivo osservando le cellule nella coda del pesce Medaka (Oryzias latipes).

Dal 2015 Maiuri ha scelto di tornare in Italia attirato dall'opportunità di avviare un suo gruppo di ricerca presso l'IFOM, grazie alle possibilità scientifiche ed economiche competitive messe a disposizione dall'Istituto.