I ricercatori di Howard Hughes Medical Institute hanno scoperto una via regolatrice importante che permette agli embrioni della rana di svilupparsi normalmente anche dopo che essendo spaccando a metà -- come accade nello sviluppo dei gemelli monozigoti.
I ricercatori hanno detto che i loro risultati suggeriscono che gli sforzi per applicare dal punto di vista terapeutico le cellule staminali embrionali al tessuto nocivo o malato dell'organismo rigenerato potessero dovere sormontare i simili meccanismi autoregolatori presenti in cellule staminali. Tali meccanismi hanno potuto determinare altrimenti le cellule staminali per tentare di differenziarsi negli embrioni con molti tipi delle cellule, piuttosto che limitandosi ad un singolo tipo desiderato di tessuto.
I ricercatori, il dottorando Bruno Reversade ed il ricercatore Edward M. De Robertis, entrambi di HHMI all'Università di California a Los Angeles, hanno pubblicato i loro risultati nell'emissione del 16 dicembre 2005 della Cella del giornale.
Gli esperimenti sono stati concepiti nel tentativo d'imparare più circa i meccanismi che sono alla base dell'istituzione di un campo morfogenetico. Questo campo consiste di un gradiente delle proteine regolarici che aiuta nell'organizzazione della differenziazione delle celle embrionali e dà ad un organismo la sua forma globale. Sebbene i ricercatori abbiano saputo che i campi morfogenetici erano responsabili della resilienza notevole dell'embrione, pochissimo è stato capito circa come funzionano al livellato molecolare, ha detto De Robertis.
Per i loro studi, Reversade e De Robertis hanno usato gli embrioni in anticipo del Xenopus Africano del rospo. Ampiamente usato negli studi embriologici, embrioni del Xenopus sia facile da svilupparsi e può essere manipolato mediante tecniche di trapianto del tessuto. I ricercatori hanno studiato gli embrioni del Xenopus nella fase della blastula, che somiglia ad una sfera vuota di alcune mille celle.
Gli scienziati stavano cercando di capire più circa il ruolo regolatore di una famiglia delle proteine chiamate proteine morfogenetiche dell'osso (BMPs). Determinati BMPs sono conosciuti per essere regolatori chiave (di nuovo-pancia) del modello dorsoventral degli embrioni. In tale modello, le celle dorsali si differenziano nelle celle neurali e le celle ventrali diventano celle epidermiche.
“Mentre i BMPs sono stati conosciuti per essere importanti in questo sistema, non era stato mai possibile, per esempio, trasformare un embrione completamente nelle cellule cerebrali, o distruggere questo sistema morfogenetico,„ ha detto De Robertis. “L'embrione prova sempre auto-a regolamentare e recuperare.„
Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno diviso gli embrioni del Xenopus in metà dorsali e ventrali ed hanno usato le tecniche che hanno permesso loro di inibire il BMP che segnala selettivamente negli embrioni divisi in due. Poi hanno osservato che effetti le loro manipolazioni hanno avute sullo sviluppo embrionale.
Questi esperimenti hanno rivelato che mentre la metà ventrale dell'embrione ha richiesto i BMPs specifici, “era piuttosto scioccante a noi che la parte dorsale dell'embrione sviluppato equo normalmente,„ ha detto De Robertis. La serie seguente dei ricercatori di esperimenti ha rivelato che lo sviluppo dorsale ha richiesto un altro membro della famiglia del BMP, chiamato proteina morfogenetica anti--dorsalizing (ADMP).
I Loro studi hanno rivelato che i due generi di proteine a metà due dell'embrione sono stati regolamentati ad un modo “del movimento alternato„. Per esempio, quando i ricercatori hanno fatto diminuire i livelli di segnalazione del BMP, i livelli di ADMP aumenterebbero e vice versa. Tale abilità compensativa è un tasto ad autoregolazione nell'embrione, ha detto De Robertis.