Ricercatori scoprono un singolare meccanismo per la divisione delle cellule uovo
Un'equipe di ricercatori del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) ha scoperto il modo in cui funziona l'apparato molecolare che regola la divisione cellulare nello sviluppo delle cellule uovo. In un articolo nel numero di agosto della rivista «Cell», gli scienziati presentano nuove informazioni su tale processo, ricavate dai topi, che potrebbero gettare nuova luce sulle anomalie che si verificano nello sviluppo delle cellule uovo negli esseri umani. La prima fase nello sviluppo di una cellula uovo è la divisione della sua cellula progenitrice, l'ovocita. A differenza di quanto accade nelle altre cellule del corpo, un ovocita non si divide in parti uguali per generare due cellule figlie identiche. Al contrario, subisce una divisione di riduzione, che dimezza il suo materiale genetico per creare un'unica cellula uovo con 23 cromosomi, anziché i normali 46 che si trovano negli esseri umani. Per una cellula uovo è di fondamentale importanza possedere la metà del normale numero di cromosomi, in quanto l'altra metà viene portata dalle cellule spermatiche nel corso della fecondazione. L'apparato molecolare che garantisce che l'ovulo contenga alla fine il corretto numero di cromosomi è un fuso bipolare costituito da filamenti di proteine, chiamati microtubuli, che fanno parte del citoscheletro. I microtubuli del fuso si uniscono ai cromosomi, separandoli ed estraendone una metà dall'ovocita che forma una piccola struttura polare che verrà in seguito espulsa. «I fusi di microtubuli si trovano in tutte le cellule risultanti da tale suddivisione. La particolarità degli ovociti è che non presentano i centrosomi, ossia gli organuli che formano i fusi», dichiara Jan Ellenberg, coordinatore della Gene Expression Unit presso l'EMBL. «Tutte le altre cellule contengono due centrosomi dai quali si originano i microtubuli. Essi predefiniscono la struttura bipolare del fuso, fondamentale ai fini dell'espulsione dell'esatta metà dei cromosomi dall'ovulo. Per molto tempo non siamo riusciti a capire in quale modo gli ovociti dei mammiferi potessero assemblare un fuso bipolare in assenza di centrosomi». Osservando nel tempo con un microscopio ad alta risoluzione l'assemblaggio del fuso negli ovociti di topi vivi, gli studiosi hanno scoperto che la mancanza di centrosomi è sostituita da un sistema flessibile di molti centri che organizzano i piccoli microtubuli (MTOC) negli ovociti. Come i centrosomi, tali MTOC fungono da piattaforme dalle quali crescono i microtubuli, ma non sono strutture permanenti. Gli MTOC si generano solo quando la divisione è in procinto di cominciare e si accumulano al centro della cellula. Qui, i circa 80 MTOC singoli iniziano a interagire come in un tiro alla fune, tirandosi e spingendosi tra di loro. Questo conduce infine a un fuso autorganizzato dotato di due poli in cui tutti i cromosomi vengono accuratamente allineati per la conseguente eliminazione cromosomica. «Sono necessari molto tempo e non poca coordinazione nello spazio e nel tempo per assemblare un fuso da così tanti centri», afferma Melina Schuh, che ha condotto la ricerca nel laboratorio del dottor Ellenberg. «Se il fuso non disgrega con precisione i cromosomi, causa malattie come la sindrome di Down e la sterilità. Riuscire a capire come è orchestrata questa importante divisione all'inizio della vita è pertanto molto importante».