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Lo studio di IRCM identifica il meccanismo responsabile della generazione di barrette e di dita del piede

Il Dott. Marie Kmita ed il suo gruppo di ricerca ai IRCM ha contribuito ad un progetto di ricerca pluridisciplinare che ha identificato il meccanismo responsabile della generazione le nostre barrette e dita del piede ed ha rivelato l'importanza del regolamento del gene nella transizione delle alette agli arti durante l'evoluzione. La loro innovazione scientifica è pubblicata oggi nella scienza prestigiosa del giornale scientifico.

Combinando gli studi genetici con la modellistica matematica, gli scienziati hanno fornito la prova sperimentale che supporta un modello teorico per formazione di reticolo conosciuta come il meccanismo di Turing. Nel 1952, il matematico Alan Turing ha proposto le equazioni matematiche per formazione di reticolo, che descrive come due costante-hanno distribuito le sostanze, un attivatore e un repressore, avvia la formazione di forme e di strutture complesse dalle celle iniziale-equivalenti.

“Il modello di Turing per formazione di reticolo lungamente è rimanere nell'ambito del dibattito, principalmente dovuto la mancanza di dati sperimentali che la supportano,„ spiega il Dott. Rushikesh Sheth, collega postdottorale nel laboratorio del Dott. Kmita e co-primo autore dello studio. “Studiando il ruolo dei geni di Hox durante lo sviluppo dell'arto, potevamo mostrare, per la prima volta, che il trattamento di modello che genera le nostre barrette e dita del piede conta su un meccanismo del tipo di Turing.„

In esseri umani, come in altri mammiferi, lo sviluppo dell'embrione è controllato, in parte, dai geni “dell'architetto„ conosciuti come i geni di Hox. Questi geni sono essenziali al posizionamento adeguato dell'architettura dell'organismo e definiscono la natura e la funzione delle celle che formano gli organi e gli elementi scheletrici.

“Il nostro studio genetico ha suggerito che i geni di Hox fungessero da modulatori di un meccanismo del tipo di Turing, che più ulteriormente è stato supportato dalle prove matematiche eseguite dai nostri collaboratori, dal Dott. James Sharpe e dal suo gruppo,„ aggiunge il Dott. Marie Kmita, Direttore di unità di ricerca dello sviluppo e della genetica ai IRCM. “Inoltre, abbiamo mostrato che quello drasticamente diminuire la dose dei geni di Hox in mouse trasforma le barrette nelle strutture rievocative delle estremità delle alette del pesce. Questi risultati avanzano il supporto il ruolo chiave dei geni di Hox nella transizione delle alette agli arti durante l'evoluzione, una delle innovazioni anatomiche più importanti connesse con la transizione da acquatico a vita terrestre.„