Durante la formazione dell'embrione di moscerino della frutta, le cellule germinali primordiali, le cellule staminali che in seguito formeranno uova e sperma, devono viaggiare dall'estremità più lontana dell'embrione alla loro posizione finale nelle gonadi. Parte della migrazione delle cellule germinali primordiali è passiva; le cellule vengono semplicemente spinte in posizione dai movimenti di altre cellule. Ma a un certo punto dello sviluppo, le cellule germinali primordiali devono muoversi da sole.

"Gran parte del background in questo campo è stato stabilito studiando come le cellule si muovono in coltura, e c'è questo modello che si muovono usando il loro citoscheletro per spingere fuori le loro membrane per strisciare", ha detto Benjamin Lin, un ricercatore post-dottorato in laboratorio del Direttore del Whitehead Institute Ruth Lehmann. "Non eravamo così sicuri che si stessero effettivamente muovendo in quel modo in vivo."

Ora, in un nuovo articolo pubblicato il 14 settembre su Science Advances , Lehmann, che è anche professore di biologia al Massachusetts Institute of Technology, e i ricercatori del Whitehead Institute e dello Skirball Institute presso la New York University School of Medicine, mostrano che le cellule germinali negli embrioni di mosca in crescita utilizzano in realtà un metodo di movimento diverso che dipende da un processo chiamato flusso corticale, simile al modo in cui i bulldozer si muovono su gradini rotanti. La ricerca rivela anche un nuovo attore nel percorso che governa questo movimento delle cellule germinali. "Questo lavoro ci avvicina di un passo alla comprensione della rete di regolamentazione che guida le cellule germinali nel loro lungo e complesso viaggio attraverso un panorama cellulare in continua evoluzione", ha affermato Lehmann.

La ricerca potrebbe anche fornire ai ricercatori un nuovo modello per studiare questo tipo di movimento cellulare in altre situazioni, ad esempio è stato dimostrato che le cellule tumorali si muovono attraverso il flusso corticale in determinate condizioni. "Pensiamo che ci siano implicazioni più generali per questa modalità di comportamento migratorio che vanno oltre le cellule germinali primordiali e si applicano anche ad altre cellule migratorie", ha affermato Lin.

Cellule a forma di palloncino

Il primo indizio che Lehmann e Lin hanno scoperto che le cellule germinali potrebbero non muoversi come pensavano gli scienziati proveniva da una semplice osservazione. "Quando abbiamo iniziato a studiare come queste cellule germinali primordiali si muovono nell'embrione, abbiamo visto che le cellule in realtà rimangono a forma di palloncino mentre si muovono e in realtà non cambiano affatto la loro forma", ha detto Lin. "È molto diverso dal modello che esegue la scansione."

Ma se le cellule non si muovevano strisciando, come si muovevano attraverso l'embrione? Per saperne di più, i ricercatori hanno sviluppato nuove tecniche per visualizzare le cellule germinali negli embrioni di mosche vive e sono stati in grado di osservare i gruppi di una proteina chiamata actina che si muovevano all'indietro in ciascuna cellula, mentre la cellula stessa si muoveva in avanti.

"C'è questo sottile strato di citoscheletro di actina appena sotto la membrana delle cellule chiamata corteccia, e in realtà si sono spostati facendo 'fluire' quella corteccia", ha detto Lin. "È come se pensassi al battistrada di un bulldozer che si muove all'indietro mentre il bulldozer si muove in avanti. Le cellule spostano la corteccia all'indietro per generare attrito per spostare la cellula in avanti".

Lin ipotizza che questo metodo di movimento sia particolarmente adatto alle cellule germinali che si muovono attraverso un embrione affollato con molti tipi cellulari diversi perché invece di dipendere dal riconoscimento di proteine ​​specifiche da "afferrare" per tirarsi attraverso l'embrione, consente al germe cellule di muoversi in modo indipendente. "Tutto è piuttosto individualistico per le cellule germinali primordiali", ha detto. "In realtà non si segnalano affatto l'un l'altro, tutti i segnali sono all'interno di ogni cellula... E le cellule germinali devono muoversi attraverso così tanti tessuti diversi che hanno bisogno di un metodo universale di movimento."

Un nuovo ruolo per una proteina nota

I ricercatori hanno anche trovato nuove informazioni su come le cellule controllano questa forma di motilità. "Abbiamo scoperto che una proteina chiamata AMPK può controllare questo percorso, il che era davvero inaspettato", ha detto Lin. "La maggior parte delle persone la conosce come una proteina che rileva l'energia. Abbiamo scoperto che questa proteina era importante per aiutare queste cellule a navigare. È uno di questi attori a monte che può controllare la velocità con cui va la cellula e in quale direzione."

In futuro, i ricercatori sperano di mappare l'intero percorso che consente alle cellule germinali di arrivare nel posto giusto al momento giusto nello sviluppo. Sperano anche di saperne di più sui meccanismi alla base del flusso corticale. "Vogliamo capire cosa è importante per stabilire questi flussi", ha detto Lin. "I nostri risultati qui potrebbero avere implicazioni non solo per le cellule germinali, ma anche per altre cellule in migrazione". + Esplora ulteriormente

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