I vermi luminosi potrebbero far luce sui segreti della rigenerazione

Nel 1961, Osamu Shimomura e Frank Johnson ha isolato una proteina dalle meduse che bagliore di verde sotto luce UV. Anche i coralli possono emettere fluorescenza in un’ampia gamma di tonalità, grazie a proteine ​​simili. Ora gli scienziati dell’Università di Harvard hanno modificato geneticamente il verme pantera a tre bande per consentire alla creatura di emettere un bagliore verde simile, secondo un nuovo documento pubblicato sulla rivista Cellula dello sviluppo. La loro speranza è scoprire i segreti della rigenerazione.

La maggior parte degli animali mostra una qualche forma di rigenerazione: ricrescita del pelo, per esempio, o ricucitura di un osso fratturato. Ma alcune creature sono capaci di imprese rigenerative particolarmente sorprendenti e studiare i meccanismi con cui le realizzano potrebbe avere importanti implicazioni per l’invecchiamento umano. Se una salamandra perde una gamba, l’arto ricrescerà, ad esempio, mentre alcuni gechi possono staccare la coda come distrazione per sfuggire ai predatori e poi farli ricrescere in seguito. Il pesce zebra può far ricrescere una pinna persa o danneggiata, oltre a riparare un cuore, una retina, un pancreas, un cervello o un midollo spinale danneggiati. Taglia a metà un verme piatto, una medusa o un anemone di mare e rigenererà tutto il suo corpo.

E poi c’è il verme pantera a tre bande (Hofstenia miamia), una minuscola creatura che assomiglia un po’ a un chicco di riso grassoccio, così chiamata per il suo caratteristico trio di strisce color crema sul suo corpo. Se un verme pantera viene tagliato in tre parti, ogni parte genererà un verme completamente formato entro otto settimane circa. Questi vermi si trovano principalmente nei Caraibi, alle Bahamas e alle Bermuda, così come in Giappone, e sono voraci predatori, non disdegnando di mordere i loro compagni vermi pantera se sono abbastanza affamati e non riescono a trovare altre prede . Offrono anche un nuovo modello promettente per lo studio della meccanica della rigenerazione.

La coautrice Mansi Srivastava, una biologa evoluzionista dell’Università di Harvard, studia il verme pantera a tre bande dal 2010, quando era una borsista post-dottorato nel laboratorio di Peter Reddien al Whitehead Institute del MIT. Raccolsero circa 120 vermi alle Bermuda e li riportarono a Cambridge. I vermi non si sono adattati immediatamente alla vita di laboratorio: Srivastava e Reddien hanno dovuto calcolare i corretti livelli di salinità per la loro acqua e trovare una fonte di cibo accettabile. Ai vermi non importava il fegato che Reddien aveva nutrito con i suoi platelminti planari, e alcuni ricorsero al cannibalismo per sopravvivere. Alla fine, i ricercatori hanno scoperto che i vermi pantera adoravano gamberetti in salamoia (aka scimmie di mare), e le creature finalmente iniziarono a prosperare e riprodursi.

Un rapporto del 1960 aveva affermato che i vermi potevano far ricrescere le loro teste mozzate, ma c’era poco seguito scientifico. I primi esperimenti di Reddien e Srivastava hanno dimostrato che i vermi pantera non solo potevano far ricrescere le loro teste, ma potevano rigenerare praticamente qualsiasi parte del corpo, proprio come i platelminti planari, anche se i due sono solo lontanamente imparentati. Srivastava ora gestisce il proprio laboratorio ad Harvard studiando la rigenerazione nei vermi pantera.

Nel 2019, Srivastava e il suo laboratorio hanno rilasciato la sequenza completa del genoma del verme pantera, nonché la loro identificazione di una serie di “interruttori del DNA” che sembrano controllare i geni per la rigenerazione di tutto il corpo. Nello specifico, hanno individuato una sezione di DNA non codificante che controlla se viene attivato un tipo di “gene di controllo principale” per la rigenerazione, noto come risposta di crescita precoce (EGR). L’EGR può, a sua volta, attivare o disattivare altri geni coinvolti in vari processi. Se l’EGR non è attivato, la rigenerazione nei vermi non può avvenire.

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