Succede nelle prime ore dopo la fecondazione:le cellule dell'embrione precoce iniziano a produrre in modo indipendente le proteine, i mattoni per le cellule e gli organi. Il loro materiale genetico composto in modo univoco funge da modello. Nei vertebrati, il segnale di partenza per questo processo proviene da tre proteine ​​materne che si legano al DNA della prole. Nuove scoperte del Dr. Meijiang Gao da un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Daria Onichtchouk dell'Istituto di Biologia dell'Università di Friburgo. Ora mostro, usando un modello di pesce zebra, come due di queste tre proteine ​​iniziali dell'ovulo suscitano il loro ruolo e come agiscono in un ulteriore sviluppo. I risultati sono stati pubblicati in uno studio sulla rivista Nature Communications .

"Abbiamo mostrato come le proteine ​​Pou5f3 e Sox19b funzionano in diversi momenti dello sviluppo embrionale e in diverse aree dell'embrione", afferma il biologo dell'approccio integrativo dello studio. Conduce la sua ricerca presso il Cluster of Excellence CIBSS dell'Università di Friburgo, Centro per gli studi di segnalazione biologica integrativa, i cui scienziati perseguono l'obiettivo di comprendere i processi di segnalazione su scale diverse. Allo studio hanno partecipato anche il Prof. Dr. Jens Timmer und Markus Rosenblatt dell'Istituto di Fisica dell'Università di Friburgo.

Molecole importanti per la ricerca sulle cellule staminali

Simili proteine ​​umane, i cosiddetti omologhi di Pou5f3 e Sox19b, sono utilizzate nella ricerca per produrre artificialmente cellule staminali da cellule della pelle umana. "Il ruolo preciso di questi fattori nello sviluppo è molto interessante per la ricerca e la medicina anche per questo motivo", afferma Onichtchouk.

Per determinare con precisione quali geni sono controllati in che modo da queste due proteine ​​e come interagiscono, la biologa e il suo team hanno studiato lo sviluppo di embrioni di pesce zebra. Hanno indotto mutazioni nei geni per Pou5f3 e Sox19b in modo che il pesce non producesse più queste proteine ​​​​regolatrici. In questo modo sono riusciti a dimostrare che le due proteine ​​hanno compiti indipendenti. Tuttavia, entrambi agiscono sul DNA legandosi alle regioni regolatrici del gene e rendendo i geni liberamente accessibili al macchinario cellulare.

Controllo genico in modalità di sospensione

Inoltre, il team ha scoperto che Pou5f3 e Sox19b sopprimono i programmi genetici tardivi. "Mantengono i processi importanti in modalità di sospensione in modo che non inizino fino a più tardi, quando si avvicina il passaggio appropriato nello sviluppo", descrive Onichtchouk. "Questo riguarda i geni responsabili dello sviluppo degli organi". Tuttavia, Pou5f3 e Sox19b sembrano essere i fattori determinanti per l'attivazione dei geni solo sul lato ventrale dell'embrione. Sul lato dorsale, sono inefficaci. Onichtchouk vuole determinarne il motivo:"Siamo curiosi di scoprire cosa assume qui questa funzione e se queste proteine ​​provengono anche dalla madre".