Scoperto un gene che innesca la formazione del sistema nervoso

L'ipotesi che il sistema nervoso dell'embrione si formi da solo, senza segnali specifici, non è stata confermata. Ricercatori giapponesi hanno scoperto un gene che innesca la trasformazione delle cellule germinali in cellule nervose.

Nel processo di sviluppo embrionale, si distingue un'importante fase di formazione di tre foglietti embrionali. Nella maggior parte degli organismi multicellulari, a un certo stadio il corpo dell'embrione presenta una struttura a tre strati, e ciascuno di questi strati – ectoderma, mesoderma ed endoderma – è il precursore di un intero gruppo di tessuti. Pertanto, i derivati dell'esoderma svolgeranno funzioni tegumentarie e sensoriali nel futuro organismo; tra le altre cose, lo strato ectodermico dell'embrione dà origine all'intero sistema nervoso.

Sulla base dei risultati degli studi sulla formazione del tessuto nervoso, è stato creato un modello unico, secondo il quale il tessuto nervoso si forma nell'embrione in modo passivo. In altre parole, quando altre alternative di sviluppo sono già state esaurite e non è necessario formare vari tessuti tegumentari, allora è il turno del tessuto nervoso. Ciò implica che non vi sia un segnale attivo specifico per avviare questo processo: le cellule ectodermiche contengono diverse proteine inibitrici che frenano lo sviluppo del tessuto nervoso. Quando tutto il resto è formato, questi inibitori, in senso figurato, lasciano andare le redini e inizia la produzione di tessuto nervoso.

I ricercatori del Centro di Biologia dello Sviluppo dell'Istituto di Ricerca Fisica e Chimica (RIKEN) sono riusciti a mettere in discussione il modello di sviluppo passivo del tessuto neurale. Un gruppo guidato da Yoshiki Sasai ha esaminato l'attività genica durante la trasformazione delle cellule precursori del tessuto neurale embrionale di topo. Hanno scoperto che il prodotto di un gene, Zfp521, attiva altri geni coinvolti nel processo di creazione del tessuto neurale, anche in presenza di proteine che questi geni normalmente sopprimono.

Studiando embrioni di topo, è emerso che la localizzazione della proteina Zfp521 nell'embrione e il momento della sua attività sono associati al punto in cui inizia la trasformazione dell'ectoderma in tessuto nervoso. Se embrioni di topo venivano iniettati con cellule precursori neuronali con il gene della proteina Zfp521 disattivato in una fase precoce dello sviluppo, non potevano integrarsi nel sistema nervoso in via di sviluppo dell'embrione. Successive analisi genetiche molecolari hanno dimostrato che questo gene stimola la trasformazione dell'ectoderma in neuroectoderma, da cui, a sua volta, si ottengono i precursori immediati dei neuroni. Gli esperimenti dei ricercatori giapponesi sono descritti in dettaglio in una pubblicazione sulla rivista Nature.

Pertanto, il tessuto nervoso non si forma passivamente e "da solo", ma sotto l'influenza di uno specifico regolatore attivo, che ne avvia la formazione. Decifrare il meccanismo potrebbe rivelarsi estremamente importante per la medicina se si riuscisse a dimostrare che la formazione del tessuto nervoso negli esseri umani avviene esattamente nello stesso modo.