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La proteina dice alle cellule in via di sviluppo di restare unite

I compartimenti anteriore e posteriore sono separati da un confine diritto nei moscerini della frutta normali (a sinistra) e da uno distorto in quelle mutanti prive del gene Toll-1 (a destra).

Gli scienziati della Tohoku University hanno, per la prima volta, fornito prove sperimentali che la viscosità cellulare li aiuta a rimanere ordinati all’interno dei compartimenti corretti durante lo sviluppo. Il modo in cui le cellule si aggregano insieme, noto come adesione cellulare, sembra essere consentito da una proteina meglio conosciuta per il suo ruolo nel sistema immunitario. I risultati sono stati dettagliati nella rivista Nature Communications.

Gli scienziati hanno da tempo osservato che le cellule non ancora specializzate si muovono in modo da garantire che i gruppi cellulari destinati a un tessuto specifico rimangano uniti. Nel 1964, il biologo americano Malcolm Steinberg propose che cellule con adesività simile si muovessero per entrare in contatto tra loro per ridurre al minimo il consumo di energia, producendo una struttura termodinamicamente stabile. Questa è nota come ipotesi di adesione differenziale.

“Molti altri lavori teorici hanno sottolineato l’importanza delle differenze nell’adesione cellula-cellula per separare le popolazioni cellulari e mantenere i confini tra di loro, ma questo non era stato ancora dimostrato nei tessuti epiteliali degli animali viventi”, afferma Erina Kuranaga del Tohoku University’s Laboratory per Histogenetic Dynamics, che ha guidato le indagini. “Il nostro studio ha dimostrato, per la prima volta, che l’ordinamento cellulare è regolato dai cambiamenti nell’adesione”.

Kuranaga e il suo team hanno condotto esperimenti su pupe di moscerini della frutta, scoprendo che un gene, chiamato Toll-1, ha svolto un ruolo importante in questo processo di adesione.

Quando i moscerini della frutta si sviluppano dallo stadio larvale immaturo nell’adulto maturo, le cellule che formano il tessuto epiteliale, chiamate istoblasti, si raggruppano in diversi “nidi” nell’addome. Ogni nido contiene un compartimento anteriore e uno posteriore. Gli istoblasti sono destinati a sostituire le cellule larvali per formare l’epidermide adulta, lo strato più esterno che copre le mosche. Le cellule in ogni compartimento formano popolazioni cellulari distinte, quindi devono aderire insieme, con un confine distinto che si forma tra di loro.

Utilizzando etichette fluorescenti, Kuranaga e il suo team hanno osservato che la proteina Toll-1 è espressa principalmente nel compartimento posteriore. La sua fluorescenza mostrava anche un netto confine tra i due compartimenti.

Ulteriori indagini hanno mostrato che Toll-1 svolge la funzione di una molecola di adesione, incoraggiando cellule simili a restare unite. Questo processo mantiene dritto il confine tra i due compartimenti, correggendo le distorsioni che si verificano quando le cellule si dividono per aumentare il numero.

È interessante notare che le proteine ??Toll sono meglio conosciute per riconoscere gli agenti patogeni invasori e poco si sa del loro lavoro oltre il sistema immunitario. “Il nostro lavoro migliora la comprensione dei ruoli non immunitari delle proteine ??Toll”, afferma Kuranaga. Lei e il suo team hanno in programma di studiare la funzione di altri geni Toll nelle cellule epiteliali del moscerino della frutta.


Buon Natale da parte mia Hellison Person

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