La complessità dello sviluppo degli organi
La comprensione del modo in cui le cellule integrano le informazioni biochimiche e meccaniche costituisce un Santo Graal della biologia. Il progetto MORPHOMECHANICS (Emergence of tissue mechanical properties from molecular and cellular activity during morphogenesis), finanziato dall’UE, ha studiato, in un’architettura 3D, il modo in cui le forze dovute ad attività citoscheletrica, adesione cellula-cellula e meccanica comportano cambiamenti di forma nelle cellule. Il team del progetto ha utilizzato una combinazione di immagini dal vivo, analisi quantitativa delle immagini, perturbazione meccanica e genetica, e modellizzazione, al fine di studiare la chiusura dorsale nel moscerino della frutta, Drosophila. È interessante notare che questo è un modello di riferimento rilevante per altri processi come la guarigione da ferite, la chiusura del tubo neurale e la fusione del palato. I ricercatori hanno costruito un modello in cui le oscillazioni del citoscheletro sorgono mediante accoppiamento di forze attive guidate dalla miosina, ciclo metabolico dell’actomiosina e deformazione delle cellule, e sono modulate attraverso accoppiamento vicinale. I risultati della ricerca rivelano un ruolo chiave per l’alfa-catenina, una proteina di collegamento nel citoscheletro. Anche le dinamiche di adesione giocano un ruolo importante nel mantenere l’integrità del tessuto al manifestarsi di tensioni. Il progetto MORPHOMECHANICS ha inoltre esaminato la misura della deformazione del tessuto durante la morfogenesi. Gli scienziati hanno sviluppato un quadro che mappa la deformazione tra i fotogrammi consecutivi, i quali mostrano il tasso di variazione o deformazione cumulativa. Tale approccio promette di rivelare modelli inaspettati di organizzazione a livello subcellulare e supracellulare. Il progetto, che si trova all’interfase tra biologia dello sviluppo e meccanica dei tessuti, è stato presentato in diverse conferenze internazionali. Alcune relazioni sono apparse in riviste specializzate con qualche pubblicazione in sospeso.
Parole chiave
Sviluppo degli organi, morfogenesi, citoscheletro, modello, deformazione, alfa-catenina
