Nel campo della biologia dello sviluppo, capire come uno zigote unicellulare si trasforma in un organismo complesso con assi corporei distinti è una questione centrale. Due degli assi più critici sono l'asse testa-coda e l'asse dorso-ventrale, che danno origine rispettivamente alla testa, alla coda, alla schiena e al ventre. Sebbene siano stati compiuti progressi significativi nel chiarire i meccanismi molecolari alla base della formazione degli assi, rimangono molte domande.

Recentemente, un team di ricercatori del Centro RIKEN per la biologia dello sviluppo (CDB) in Giappone, guidato dal direttore del gruppo Takashi Hiiragi, ha fatto un passo avanti nella comprensione della costituzione dell'asse testa-coda nei vertebrati. I loro risultati, pubblicati sulla rivista Nature Communications, fanno luce su un fattore precedentemente sconosciuto che svolge un ruolo cruciale in questo processo.

Lo studio si è concentrato sulla proteina disheveled (Dvl), un componente chiave della via di segnalazione Wnt, nota per il suo coinvolgimento in vari processi di sviluppo. Dvl ha due isoforme, Dvl1 e Dvl2, che sono molto simili ma differiscono nei loro modelli di espressione durante lo sviluppo embrionale iniziale.

Attraverso una serie di esperimenti utilizzando embrioni di pesce zebra, i ricercatori hanno scoperto che Dvl2, in particolare, è essenziale per la formazione dell'asse testa-coda. Interferendo con la funzione Dvl2 utilizzando approcci genetici e chimici, hanno osservato gravi difetti nella struttura delle strutture della testa e della coda, risultando in embrioni con corpi anormalmente allungati.

L'analisi dettagliata del team ha rivelato che Dvl2 esercita la sua funzione regolando l'attività di un'altra proteina chiamata Nemo-like chinasi (NLK). È noto che NLK controlla la stabilità della proteina Prickle1 (Pk1), che è coinvolta nella via di segnalazione non canonica Wnt. Modulando i livelli di Pk1, Dvl2 influenza l'equilibrio complessivo delle attività di segnalazione Wnt, guidando in definitiva la formazione dell'asse testa-coda.

I ricercatori hanno inoltre confermato l'importanza di Dvl2 nelle cellule staminali embrionali umane (hESC), che hanno il potenziale di differenziarsi in vari tipi di cellule. Manipolando l'espressione Dvl2 nelle hESC, sono stati in grado di controllare la direzionalità della formazione del tubo neurale, imitando il processo di formazione della testa durante le prime fasi dello sviluppo umano.

In conclusione, questo studio identifica Dvl2 come un nuovo regolatore della formazione dell'asse testa-coda nei vertebrati, agendo attraverso l'interazione delle vie di segnalazione Wnt. I risultati forniscono nuove informazioni sugli intricati meccanismi alla base della creazione degli assi corporei durante lo sviluppo embrionale e aprono la strada a un’ulteriore esplorazione dei processi fondamentali che modellano i nostri corpi.