Perché i serpenti sono così lunghi

Risultati che potrebbero aprire nuove strade nello studio della rigenerazione del midollo spinale

[9 agosto 2016]

serpenti

Da molti anni gli scienziati cercavano di capire le origini del tronco insolitamente lungo del corpo dei serpenti, un mistero dello sviluppo animale che, se risolto, può chiarire alcuni meccanismi che controllano i tessuti che formano il corpo, tra cui lo scheletro o il midollo spinale. Ora un team di ricercatori guidato dal portoghese Mosè Mallo dell’Instiuto Gulbenkian de Ciência (Igc) ha scoperto il principale fattore che regola lo sviluppo e le istruzioni genetiche che indicano l’inizio e la fine della formazione di ciascuna sezione del corpo. Il laboratorio di Moses Mallo ha cercato di svelare il codice genetico che controlla lo sviluppo del tronco e coda nei vertebrati, per questo  ha studiato i topi che hanno tronchi particolarmente lunghi o particolarmente brevi: «Abbiamo pensato che l’analisi di questi animali potesse fornirci la chiave per svelare il codice della formazione del tronco», dice Mallo.

Questi esperimenti hanno portato alla sorprendente scoperta che il controllore dello sviluppo del tronco è  il gene Oct4, uno dei regolatori chiave delle cellule staminali. Dal momento che molti vertebrati hanno il gene Oct4, questo potrebbe svolgere un ruolo simile in altri animali e può anche essere responsabile del tronco insolitamente lungo di serpenti.

la principale autrice dello studio “Oct4 Is a Key Regulator of Vertebrate Trunk Length Diversity” pubblicato su Developmental Cell, Rita Aires, anche lei dell’Igc, spiega: «Abbiamo scoperto che l’Oct4 è l’”interruttore” che porta alla formazione del tronco, ma non potrebbe spiegare la differenza di lunghezza del corpo osservata nei vertebrati, soprattutto nei serpenti Così, abbiamo testato se questo interruttore sia acceso o spento durante i diversi periodi dello sviluppo embrionale dei serpenti e nei ratti».

E’ così che i ricercatori hanno scoperto che il gene Oct4 si mantiene effettivamente attivo per un periodo più lungo nei serpenti che in altri animali. Il team portoghese/statunitense ha inoltre rilevato che «Questo è il risultato di cambiamenti avvenuti nel genoma dei serpenti durante l’evoluzione dei rettili, che ha collocato il gene Oct4 in prossimità di una regione del DNA che mantiene questo gene in uno stato attivo per lunghi periodi dello sviluppo embrionale».

La  Aires sottolinea che «La formazione di regioni differenti nel corpo funziona come un “braccio di ferro” genetico. I geni coinvolti nella formazione del tronco devono cessare l’attività quando i  geni coinvolti nella formazione della coda possono cominciare ad agire. Nel caso di serpenti, abbiamo visto che il gene Oct4 si è mantenuto attivo per un lungo periodo dello sviluppo embrionale, il che spiega il motivo per cui i serpenti hanno un tronco così lungo e una coda così breve».

Mosè Mallo conclude: «Abbiamo identificato il fattore principale che, a condizione che si mantenga in uno stato attivo, consente una crescita illimitata delle strutture staminali Ora valuteremo se possiamo usare questo fattore per espandere le cellule che formano il midollo spinale, cercando di rigenerarlo in caso di danneggiamento».