Lo sviluppo dei vertebrati – studio dell’orologio di segmentazione
I muscoli e le ossa si sviluppano all’interno di somiti successivi. L’orologio di segmentazione consente il verificarsi in parallelo dell’allungamento dell’embrione e della formazione successiva di somiti. Si pensa che l’orologio di segmentazione determini la ritmica dei tempi e la spaziatura dei somiti lungo l’asse del corpo vertebrato. Il progetto SEGCLOCKDYN (Collective and cell-autonomous dynamics of the genetic oscillators of the segmentation clock in zebrafish somitogenesis), finanziato dall’UE, ha studiato lo sviluppo dei somiti nell’organismo modello del pesce zebra. I ricercatori del progetto hanno identificato pesci zebra mutanti con cambiamenti nel periodo del l’orologio. Le misurazioni hanno dimostrato che la lunghezza dei somiti varia corrispondentemente alla lunghezza del periodo. L’estensione dello studio delle dinamiche dell’orologio ha richiesto la progettazione di una serie di pesci zebra transgenici per l’osservazione delle oscillazioni delle singole cellule. Le cellule si sincronizzavano con le loro vicine e rallentavano le oscillazioni quando si preparavano a produrre più somiti. Inoltre, le modifiche alle onde di espressione genica regolavano il periodo di somitogenesi. Ai dati raccolti sono state applicate la simulazione matematica e la teoria fisica analitica per descrivere sia la dinamica morfologica, sia i meccanismi biochimici microscopici. Ciò ha aiutato i ricercatori a prevedere nuove scoperte a diversi livelli di sviluppo. I pattern dei tessuti e, alla fine, il loro sviluppo organizzato, è determinato dal livello di tensione all’interno delle singole cellule e di tutti i grandi gruppi di cellule. Questo è dettato da un programma codificato geneticamente. I risultati del progetto SEGCLOCKDYN sollevano la possibilità che le oscillazioni genetiche possano essere ampiamente utilizzate in patterning, differenziazione e sviluppo degli embrioni.
Parole chiave
Sviluppo dei vertebrati, segmentazione, somiti, oscillatore genetico, patterning del tessuto