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Nuove scoperte su una molecola chiave coinvolta nello sviluppo

Alcuni scienziati hanno gettato nuova luce su come le cellule interpretano i messaggi dalla molecola segnalatrice conosciuta come “Hedgehog”, che ha un ruolo importante nello sviluppo di organismi diversissimi tra di loro, dalle mosche ai pesci, dai topi agli esseri umani. I difetti del sistema Hedgehog sono stati collegati a comuni difetti alla nascita e ad alcuni tipi di cancro. Queste scoperte fatte da scienziati in Austria e negli Stati Uniti sono state pubblicate sulla rivista Current Biology.

Molte molecole segnalatrici aiutano a guidare lo sviluppo di un embrione, la Hedgehog è una delle più importanti poiché controlla lo sviluppo di estremità, sistema nervoso centrale, denti, occhi, capelli, polmoni e tratto gastrointestinale. La concentrazione di Hedgehog varia in ogni parte del corpo in via di sviluppo e la concentrazione della molecola determina se le cellule di una certa zona andranno a formare un braccio o un occhio, per esempio.

“Le cellule ricevono informazioni su cosa fare non solo dalla presenza della molecola ma anche dalle diverse concentrazioni della molecola nel tessuto,” ha spiegato Pia Aanstad dell’Istituto di Biologia molecolare presso l’università di Innsbruck in Austria. “La concentrazione di Hedgehog fa crescere il pollice della mano destra sul lato sinistro della mano e il pollice della mano sinistra sul lato destro della mano.”


Le mutazioni del processo di segnalazione della Hedgehog possono provocare malformazioni gravissime, spesso letali, come la formazione di un occhio centrale invece di due ai lati del viso. Una mutazione nella Hedgehog è anche dietro l’oloprosencefalia, uno dei più comuni difetti alla nascita: i casi più gravi sono caratterizzati da gravi anomalie celebrali e malformazioni facciali. Problemi di segnalazione della Hedgehog sono stati collegati inoltre alla crescita incontrollata delle cellule in certi tipi di cancro.

La ricercatrice norvegese, dott.ssa Aanstad, ha studiato per diversi anni il sistema di segnalazione Hedgehog nel pesce zebra tropicale. Un paio di anni fa scoprì un pesce che presentava una mutazione in una proteina chiamata Smoothened (Smo). La proteina Smo si trova sulla membrana della cellula, dove è responsabile del trasferimento del segnale Hedgehog all’interno della cellula.

Ulteriori ricerche hanno rivelato che la proteina Smo è concentrata intorno alle ciglia, piccolissime prominenze simili a capelli che sporgono dalla cellula.

In questo recente studio, i ricercatori hanno sottolineato il ruolo fondamentale svolto da una parte della proteina Smo che si trova all’esterno della cellula; fino a questo momento questa parte della proteina non era considerata necessaria per la funzione della Smo nei vertebrati.

“Usando la microscopia a fluorescenza ad alta risoluzione abbiamo mostrato che nei nuovi mutanti una piccola alterazione genetica della parte extracellulare di questa proteina inibisce la localizzazione nelle ciglia e quindi, pur identificando i segnali della Hedgehog, le cellule interpretano scorrettamente la sua concentrazione,” ha detto la dott.ssa Aanstad. “Questo prova che le cellule usano vari meccanismi molecolari per interpretare diverse concentrazioni di Hedgehog.”

Per maggiori informazioni, visitare:

Università di Innsbruck:
http://www.uibk.ac.at

Current Biology:
http://www.current-biology.com

Fonte: Università di Innsbruck; Current Biology
Documenti di Riferimento: Aanstad, P. et al. (2009) The extracellular domain of smoothened regulates ciliary localization and is required for high-level Hh signalling. Current Biology, pubblicato online il 21 maggio. DOI: 10.1016/j.cub.2009.04.053.

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