A GENE NETWORK FOR HEAD ORGANIZER FORMATION

L'organizzatore di Spemann è un tessuto con proprietà uniche in quanto determina il piano corporeo dei vertebrati: la totalità dei vari componenti tissutali, nelle giuste proporzioni e corretto posizionamento. Nonostante che i singoli “induttori” di testa e tronco siano stati identificati, il come questi si assemblino in modo coordinato (quantitativamente, spazialmente e temporalmente) rimane tuttora un mistero. Per comprendere questo fenomeno, in questa tesi ci siamo concentrati sui meccanismi che stabiliscono l’architettura interna dello stesso organizzatore. Abbiamo trovato che l’attività di due ligandi, Nodal ed ADMP, realizza una rete genica che definisce un asse antero-posteriore in miniatura, localizzato nell’endoderma dorsale. Al polo posteriore di questo “asse”, Nodal protegge l’induzione della testa competendo con ADMP per un recettore condiviso, ACVR2a; ADMP riesce ad agire solo molto più anteriormente, e nel fare questo, restringe le induzioni di Nodal. Questi segnali opposti riaggiustano la loro forza e dominio di azione in modo reciproco, attraverso feedback negativi e positivi. Così facendo, i livelli di induttori della testa restano proporzionali ai segnali generali dal tronco e tamponati contro eventuali variazioni degli stessi. Nuovi elementi di regolazione sono essenziali in questa dinamica comunicazione; tra questi, un microRNA, miR-15/16, che garantisce robustezza alla formazione della testa. In conclusione, qui proponiamo un modello che offre una spiegazione molecolare delle proprietà dell’organizzatore di Spemann.