L'essere umano medio ha circa 37,2 trilioni di cellule. Ma le cellule sono differenziate per migliaia di funzioni diverse. Come fa una cellula a "sapere" quale funzione deve svolgere? In un articolo pubblicato oggi in Cellula dello sviluppo , il gruppo di Carl-Philipp Heisenberg presso l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), compreso il primo autore e il dottorato di ricerca. la studentessa Vanessa Barone, fa luce su come viene determinato il destino di una cellula. Per la prima volta, riportano un ciclo di feedback positivo tra la durata dei contatti cellula-cellula e la specificazione della funzione di una cellula.

Le cellule non si limitano a sedersi passivamente l'una accanto all'altra. Anziché, le cellule vicine possono formare contatti tra loro:connessioni di dimensioni diverse, forza e durata che raggiungono da una cellula all'altra. Heisenberg e il suo gruppo hanno usato il pesce zebra per studiare se la segnalazione tra le cellule e la formazione del contatto cellula-cellula si influenzano a vicenda, e influenzare il modo in cui viene determinato il destino di una cellula.

I ricercatori hanno esaminato le cellule progenitrici all'interno del mesendoderma assiale anteriore in formazione che danno origine al mesoderma della testa o all'endoderma dell'embrione in via di sviluppo. In questo sistema, gli autori hanno identificato un circuito di feedback positivo tra la formazione del contatto cellula-cellula e la specificazione del destino cellulare:quando le cellule progenitrici del mesendoderma formano contatti cellula-cellula di lunga durata, diventano tipi di cellule del mesoderma della testa, mentre i contatti di breve durata danno luogo a tipi di cellule endodermiche.

La formazione del contatto cellula-cellula e la specificazione del destino cellulare si promuovono a vicenda mediante la formazione del contatto innescando un'elevata segnalazione cellula-cellula mediata da Nodal/TGFβ, richiesto per la specificazione e la differenziazione del destino delle cellule del mesoderma della testa; segnalazione nodale, a sua volta, promuove la formazione del contatto cellula-cellula. Gli autori hanno quindi identificato la durata del contatto cellula-cellula (al contrario, ad esempio, il numero o la dimensione dei contatti cellula-cellula) come una caratteristica chiave nel controllo del livello di segnalazione cellula-cellula che determina le decisioni binarie sul destino delle cellule durante lo sviluppo embrionale.