Embriologia: una semplice pressione meccanica potrebbe mettere in moto i geni nelle prime fasi di vita.

di Silvia Sorvillo

2 settembre 2003

Movimento e forze pressorie di schiacciamento, esercitate sull'embrione precoce, a poche ore dalla fecondazione, potrebbero influenzare l'attivazione genica nell'embrione di Drosophila. La scoperta così enunciata risveglierà sicuramente l'interesse di chi studia con passione l'embriogenesi, ma non certo quella di molti di noi che, non essendo esperti di settore, potremmo confinarla sommariamente nel nostro privatissimo dimenticatoio personale. In realtà la scoperta è di grande importanza e potrebbe offrire un'inedita chiave di lettura per chi studia le diverse fasi dello sviluppo.

“ la modificazione strutturale di una proteina attiverebbe un determinato gene „

Il dogma scientifico, un gene una proteina, è stato in assoluto il principio di riferimento più importante per tanti lavori sperimentali (un esempio per tutti: la lettura del genoma), oggi con quest'ultima scoperta è stato introdotto un concetto che potrebbe sembrare il perfetto reciproco: la modificazione strutturale di una proteina attiverebbe un determinato gene.

Emmanuel Frange, ricercatore del Centro di ricerca francese "Curie Institut" e dell'Università statale di Parigi, ha scoperto questo nuovo meccanismo che ha sperimentalmente documentato sul " Current Biology" di agosto. Lo scienziato è partito con l'intento di verificare come il funzionamento del gene Twist di Drosophila, il comune moscerino della frutta, mutasse il suo stato di attivazione in seguito a delle modificazioni meccaniche che lo stesso ricercatore induceva sull'embrione a poche ore dal concepimento.

“ i geni vengono attivati e disattivati in risposta ad un gradiente morfogenetico di sviluppo „

Normalmente nelle prime fasi di vita, durante l'embriogenesi, i geni vengono attivati e disattivati in risposta ad un gradiente morfogenetico di sviluppo che organizza ordinatamente tutti gli eventi che porteranno lo zigote da organismo unicellulare a individuo pluricellulare perfettamente formato. La possibilità di attivare alcuni geni in seguito a modificazioni fisiche era finora noto ai ricercatori solo relativamente ad individui adulti (ad esempio nel caso dei geni che presiedono la formazione di nuovi vasi sanguigni), il dottor Farge, con i suoi risultati, ha verificato la possibilità che ciò accada anche nelle fasi di vita più precoci.

Grazie agli studi embriologici sappiamo che lo sviluppo regolare di tutti i viventi, uomo compreso, è regolato dall'attivazione di geni che inducono una serie di cambiamenti morfogenetici. In poche parole i geni determinano tutte quelle modificazioni che portano lo zigote, abbozzo primordiale di vita, alla formazione di un individuo completo e complesso con organi e strutture perfette e funzionali.

L'importanza della scoperta parigina appare in tutta la sua evidenza semplicemente riflettendo sul fatto che, come osservato dall'autore, anche i cambiamenti morfogenetici possono a loro volta influenzare l'espressione di alcuni geni. Lo scienziato è partito con l'intento di voler verificare come, in Drosophila, la pressione esercitata su una particolare zona della gastrula (fase specifica dello sviluppo di ogni organismo vivente) inducesse l'attivazione ectopica, fuori sede, del gene Twist.

“ Farge ipotizza l'intervento di proteine di membrana la cui deformazione attiverebbe a sua volta dei fattori nucleari che si legano al Dna con l'effetto di modificarne l'espressione. „

Il gene in questione è molto importante nello sviluppo embriologico del moscerino della frutta, alias drosophila, e la sua espressione, normalmente localizzata solo nella porzione ventrale dell'embrione, determina la formazione dell'intestino anteriore e della bocca primitiva. Durante gli esperimenti Farge ha scoperto che la compressione meccanica di un punto particolare della gastrula, esercitata per tre ore, risultava nella ventralizzazione dell'embrione, cioè nella formazione disordinata e aberrante della cavità orale con ovvie conseguenze su tutto l'embrione e sul processo di formazione di tutti gli altri organi. Come la stimolazione meccanica, cioè un parametro esclusivamente fisico, riesca a influenzare l'espressione genica non è ancora molto chiaro. Farge ipotizza l'intervento di proteine di membrana la cui deformazione attiverebbe a sua volta dei fattori nucleari che si legano al Dna con l'effetto di modificarne l'espressione.

"Certo non è il tipo di studio che molti di noi vorrebbero sperimentare" ha commentato sarcasticamente Daniel St. Johnston embriologo del Centro di ricerca oncologica di Cambridge, ma nonostante ciò riconosce la grande importanza che questi risultati avrebbero se confermati. Del resto molto spesso anche noi sperimentiamo con quale apprensione le coppie in attesa di un figlio aspettano gli esiti delle analisi prenatali. Questi test sono di fondamentale importanza per la diagnosi di molte anomalie infantili e la maggior parte dei progressi raggiunti si deve proprio a studi di questo tipo.