Nei vertebrati, lo scheletro di diverse regioni del corpo deriva da diverse cellule precursori. I ricercatori dell’Università di Basilea hanno ora scoperto che queste cellule scheletriche non differiscono solo nella loro origine evolutiva, ma anche nella loro regolazione genica – che potrebbe essere una chiave per la storia di successo evolutiva dei vertebrati.
Dal cranio all’osso più piccolo della punta del mignolo, lo scheletro funge da impalcatura interna per dare stabilità al corpo e forma bozzoli protettivi attorno a organi importanti. Nonostante la loro struttura simile, tuttavia, non tutte le ossa sono create uguali: nei vertebrati (compresi gli esseri umani), le varie parti dello scheletro derivano da diversi gruppi di cellule precursori durante lo sviluppo embrionale. Durante questo processo, ogni gruppo produce il proprio set di proteine del regolatore e passa attraverso il proprio programma di sviluppo per produrre cartilagine e osso. I ricercatori dell’Università di Basilea hanno riportato questi risultati sulla rivista scientifica Comunicazioni naturali.
Tre squadre di costruzione, ognuna con il proprio progetto
Un tipo di cellula precursore forma il cranio e le ossa facciali, un’altra colonna vertebrale e le costole e un terzo tipo lo scheletro degli arti. “Puoi immaginarlo come tre squadre di costruzione, ognuna di una storia di una casa”, spiega il professor Patrick Tschopp del Dipartimento di Scienze ambientali dell’Università di Basilea. “I tre team iniziano con diversi materiali, progetti e strumenti, ma si finiscono con tre storie che sono strutturalmente e funzionalmente simili.”
Il cranio e le ossa facciali derivano da quelle che sono note come cellule di cresta neurale, che sono prodotte sul retro dell’embrione e sono più vicine alle cellule del sistema nervoso centrale. Le cellule precursori della colonna vertebrale e delle costole sono cellule mesodermi somati, che derivano dai lati della schiena e della forma dell’embrione – oltre alle ossa – anche muscoli e parti della pelle. Il terzo gruppo proviene dal mesoderma della piastra laterale sui fianchi dell’embrione e continua a formare lo scheletro di braccia e gambe, insieme a parti della cassa toracica.
Effettuando analisi a base di cellule singole negli embrioni di pollo, il team di ricerca ha scoperto che i tre gruppi di cellule utilizzano tutti meccanismi regolatori diversi per guidare il programma di sviluppo che crea cellule scheletriche. “Da questi risultati, concludiamo che le cellule scheletriche nelle diverse regioni del corpo non sono in realtà così simili come si pensava in precedenza”, afferma il bioinformatico Dr. Menghan Wang, uno dei due autori principali dello studio. “Piuttosto, sembrano essere diversi tipi di cellule coinvolti nella produzione di un tessuto simile”, afferma il biologo dello sviluppo Dr. Ana Di Pietro-Torres, il secondo autore principale.
Perché queste differenze sono un vantaggio
Ciò che sembra inutilmente complicato a prima vista potrebbe effettivamente essere una delle chiavi del successo evolutivo dei vertebrati: “Se lo scheletro di diverse regioni del corpo è determinato da diversi progetti, queste parti dello scheletro possono anche cambiare indipendentemente l’una dall’altra”, afferma Patrick Tschopp. “Ciò potrebbe spiegare perché i vertebrati hanno evoluto così tanti diversi tipi di scheletri.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com