Processi di sviluppo e dinamiche cellulari
Il progetto MORPHO-SIGNALING (Quantitative analysis of the interplay between cellular signaling and cell morphology during development) si è concentrato sulla via di segnalazione Notch. Stando al centro del sistema di segnalazione degli animali multicellulari, tale via di segnalazione svolge un ruolo critico nella generazione del destino cellulare tra gruppi di cellule inizialmente identiche. Il percorso marca quindi le regioni limitrofe nei tessuti in via di sviluppo. I ricercatori hanno sviluppato diverse tecniche basate sulla fluorescenza per lo studio delle proprietà biofisiche di recettori Notch e ligandi e della loro interazione con le cellule vicine. Essi hanno osservato le interazioni cellula-cellula grazie alla nuova tecnologia di micro-patterning e alla microscopia time-lapse. I risultati hanno indicato che l’intensità del segnale di trasmissione è proporzionale all’area di contatto tra le cellule. I modelli matematici hanno dimostrato che questa relazione può influenzare fortemente la selezione di cellule differenziate nell’inibizione laterale. Questa è una caratteristica particolare della segnalazione relativa al recettore Notch, per mezzo del quale alle cellule adiacenti viene impedito di diventare determinati tipi cellulari. Sono state utilizzate analisi mediante immaginografia dal vivo per misurare la diffusione della proteina Delta-like 1 nelle cellule dei mammiferi. Come omologo del ligando Notch Delta, essa media le decisioni del destino cellulare. I ricercatori hanno utilizzato un modello di reazione-diffusione per dimostrare come le dinamiche delle membrane e la morfologia cellulare influenzino i segnali cellula-cellula. Le differenze nei tassi di diffusione influenzano notevolmente la segnalazione tra le cellule, in particolare quando le aree di contatto sono piccole. Nel loro insieme, gli strumenti sperimentali del progetto MORPHO-SIGNALING hanno fornito importanti informazioni sulla reciproca influenza tra segnalazione e morfologia cellulare durante lo sviluppo. Allo stesso tempo, verranno generati dettagli senza precedenti per quanto riguarda la via di Notch, compresa la cinetica recettore-ligando e l’attività spaziotemporale durante lo sviluppo.
