Creano un topo con 6 zampe e senza genitali


I ricercatori hanno recentemente eseguito un esperimento che ha portato alla creazione di un embrione di topo a sei zampe con un paio di arti posteriori in più a scapito dei genitali esterni. Questo lavoro potrebbe offrire nuove informazioni sulle prime fasi dello sviluppo animale e rivelare preziose informazioni sulla nostra evoluzione.

Istruzioni chimiche

All'inizio della vita, ogni organismo, compresi gli esseri viventi umani, inizia il suo viaggio embrionale come un semplice ammasso di cellule prive di arti distinti. Queste cellule embrionali hanno un potenziale straordinario che le guida attraverso a processo di differenziazione complesso e precisoportando alla formazione di strutture anatomiche.

Questo processo di differenziazione cellulare è orchestrato da una sofisticata rete di istruzioni chimiche che agiscono come comandi per regolare l'attivazione o la disattivazione di determinati geni a seconda della loro posizione nel corpo in via di sviluppo.

Queste istruzioni, spesso denominate Fattori di crescitasvolgono quindi un ruolo cruciale nello sviluppo embrionale controllando vari aspetti della crescita cellulare, della specializzazione dei tessuti e della formazione degli organi.

Regolazione degli arti embrionali

Tra questi fattori di crescita, la famiglia dei fattori di crescita Trasformatori di crescita Beta (TGF-β) è di particolare importanza. Quando le cellule embrionali vi sono esposte, rispondono producendo recettori specifici, che sono proteine ​​situate sulla superficie delle cellule in grado di riconoscere e legarsi ai fattori di crescita.

IL Recettore Tgfβ1 è uno di questi recettori specifici associati alla famiglia dei fattori di crescita TGF-β. Il suo ruolo è particolarmente notevole nella regolazione dello sviluppo degli arti posteriori e dei genitali esterni durante l'embriogenesi. Rispondendo ai segnali provenienti dai fattori di crescita del TGF-β, questo recettore avvia una cascata di reazioni cellulari che contribuiscono alla creazione e all'appropriata differenziazione delle strutture anatomiche essenziali.

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Pertanto, il recettore Tgfβ1 agisce come a maestro d'orchestra molecolare, coordinando i complessi processi coinvolti nello sviluppo degli arti posteriori e dei genitali esterni. Garantisce inoltre la loro corretta formazione e l'integrazione armoniosa nel piano corporeo generale dell'organismo in via di sviluppo.

Embrioni a sei zampe

In recenti ricerche, gli scienziati si sono impegnati a studiare l'impatto delle interazioni chimiche sullo sviluppo embrionale. Per fare ciò, hanno preso di mira il gene responsabile del recettore Tgfbr1 a metà dello sviluppo degli embrioni di topo.

Inizialmente i ricercatori avevano previsto che questa manipolazione avrebbe influenzato lo sviluppo del midollo spinale. Ma il risultato si è rivelato molto più sorprendente: gli embrioni sviluppato un paio di arti posteriori aggiuntivi a scapito dei genitali esterni.

embrione di topo
Ricostruzione 3D dell'embrione di topo con Tgfbr1 disattivato. Gli arti normali sono turchesi e gli arti extra sono magenta. Crediti: Lozovska et al., Nature Communications, 2024

In sintesi, i ricercatori hanno scoperto che il recettore Tgfbr1 svolge un ruolo cruciale nel determinare lo sviluppo degli abbozzi degli arti, influenzando così la formazione degli arti posteriori o dei genitali modificando la struttura del DNA all’interno delle cellule. Disattivando questo recettore, il team ha involontariamente alterato l'espressione di altri geni, portando alla comparsa di ulteriori membri.

Questo studio evidenzia quindi una notevole plasticità dei tessuti e offre importanti implicazioni per comprendere l’evoluzione dei mammiferi a quattro zampe. Infatti, nonostante la ricerca sia stata condotta sui topi, i percorsi di sviluppo iniziali sono simili in molti animali, compresa la specie umana. Queste scoperte potrebbero quindi anche far luce sulla nostra comprensione dello sviluppo umano e aprire nuove prospettive per la ricerca medica.

I dettagli dello studio sono pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura.





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