MOVIMENTI DEL NUCLEO CHE REGOLANO LA NEUROGENESI

 

 

Il nucleo delle cellule progenitrici del neuroepitelio in corso di sviluppo si muove nel citoplasma fra la superficie apicale e quella basale, in fase col ciclo cellulare. Questo spostamento, definito migrazione intercinetica nucleare (interkinetic nuclear migration, INM), è oggetto di intensi studi, ma la comprensione del suo significato ha finora eluso gli sforzi dei ricercatori. Del Bene e i suoi collaboratori del dipartimento di Fisiologia dell’Università della California a San Francisco, hanno dimostrato che, nella retina in corso di sviluppo, la INM regola l’esposizione del nucleo a Notch, in tal modo controllando la proporzione di cellule che esce dal ciclo cellulare e va incontro a differenziazione (Del Bene F., et al. Regulation of neurogenesis by interkinetic nuclear migration through an apical-basal Notch gradient. Cell 134, 1055-1065, 2008).

Per cercare di comprendere il meccanismo che determina il destino cellulare, i ricercatori hanno studiato la retina durante lo sviluppo in un mutante di Danio rerio (moks309). In questo esemplare di zebrafish, in cui la manipolazione genetica ha inattivato la proteina motoria Dinactina-1, c’è un numero più elevato di cellule gangliari della retina, cioè del  primo tipo cellulare retinico che si forma nell’embriogenesi. Gli esperimenti hanno dimostrato che molte cellule del mutante lasciano il ciclo cellulare durante la prima ondata di neurogenesi, diventando cellule gangliari, e che l’aumentata neurogenesi precoce avviene a scapito dei tipi cellulari che si differenziano nelle fasi tardive, suggerendo che mok determina il tempo dell’uscita dal ciclo cellulare e non il destino della cellula direttamente.

La clonazione di mok ha rivelato che questo gene codifica la Dinactina-1. Allora, Del Bene e colleghi si sono chiesti se la Dinactina-1 è necessaria per l’INM durante lo sviluppo dell’occhio e se l’anomala posizione dei nuclei dei progenitori possa essere all’origine dell’alterazione del destino differenziativo nelle cellule della retina dei mutanti moks309.

Usando una tecnica di live cell imaging, i ricercatori hanno rilevato che negli embrioni mutanti, rispetto a quelli della specie naturale di controllo, i nuclei delle cellule neuroepiteliali migravano più rapidamente e profondamente verso la base che verso l’apice. Da ciò hanno dedotto che, poiché le fasi del ciclo cellulare dei mutanti non sono alterate, il nucleo delle cellule neuroepiteliali deve trascorrere una frazione più lunga del ciclo in prossimità della superficie basale, con aumento della probabilità di essere selezionate per la neurogenesi.

Ma in che nodo l’anomala posizione del nucleo porta ad un’uscita precoce dal ciclo cellulare?

La risposta è venuta da una particolarità della parte superiore delle cellule studiate. La porzione apicale dell’epitelio ha mostrato, rispetto a quella basale, una più alta espressione di notch-1a, il gene che codifica Notch, il quale conserva le cellule allo stato di progenitore.

Altri esperimenti, che hanno valutato l’attività di un gene-bersaglio di Notch mediante una proteina a fluorescenza rossa, hanno consentito di rilevare movimenti accresciuti dalla base all’apice e ridotti nella direzione opposta, rivelando così la presenza di un gradiente apico-basale della segnalazione Notch.

I dati appena esposti, portano gli autori a proporre che la dinactina guida la INM nelle cellule neuroepiteliali e così regola il livello della segnalazione di Notch nel nucleo, dal quale dipende se una cellula uscirà o meno dal ciclo cellulare.

Questo studio, elegante nella sua articolazione ed efficace per la chiarezza dei risultati, ha dimostrato il significato funzionale della INM come regolatore della divisione e della differenziazione delle cellule progenitrici.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza.

 

 

Nicole Cardon

BM&L-Novembre 2008

www.brainmindlife.org

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]