Il segreto delle meduse per rigenerare i loro corpi

Le meduse sono animali che possiedono la capacità unica di rigenerare parti del corpo. Un team di ricercatori giapponesi ha rivelato i meccanismi cellulari che danno alle meduse questi “superpoteri”.”

“Attualmente la nostra conoscenza in biologia è limitata perché molti studi sono stati sviluppati usando topi, mosche, vermi, pesci…ecc. come modelli animali. Dal momento che ci sono milioni di specie sulla Terra, è importante studiare vari animali ed espandere le nostre conoscenze”, spiega in un comunicato Yuichiro Nakajima, professore associato presso l’Istituto di frontiera per la ricerca scientifica interdisciplinare presso la Tohoku University in Giappone, e uno degli autori dello studio “

“Le meduse sono uno di quegli animali con caratteristiche biologiche interessanti”, dice Nakajima. “Per esempio, hanno cellule pungenti, chiamate cnidociti, per catturare le loro prede.”

Pungiglioni

Le cellule pungenti sono chiamate cnidociti

Le meduse esistono da più di 500 milioni di anni. Sono animali bilateralmente simmetrici che possiedono la capacità di rigenerare parti del corpo – una caratteristica che la maggior parte degli animali più complessi, compresi gli umani, hanno perso. Questi invertebrati potrebbero giocare un ruolo centrale nella comprensione della biologia evolutiva degli animali bilateralmente simmetrici, come l’uomo.

Per lo studio, i ricercatori hanno usato Cladonema pacificum, una medusa del gruppo degli cnidari, chiamata così per le sue cellule urticanti con tentacoli ramificati. Lo scopo era quello di studiare il modello spaziale della proliferazione cellulare e il suo ruolo durante lo sviluppo e la rigenerazione delle meduse, per cercare di stabilire le basi cellulari di questo fenomeno. “Con una facile manutenzione in laboratorio e un alto tasso di deposizione delle uova, Cladonema è una specie adatta per studiare vari aspetti della biologia delle meduse”, spiega Nakajima.

Per indagare il ruolo della proliferazione cellulare in seguito all’assunzione di cibo nella crescita del corpo, la forma dei tentacoli e la rigenerazione nelle meduse Cladonema, i ricercatori hanno esaminato la distribuzione delle cellule che svolgono un ruolo centrale nella replicazione del DNA durante la divisione cellulare, producendo nuove cellule “figlie” identiche alla cellula “madre”.

Crescita

La chiave per decifrare la rigenerazione delle meduse è il controllo molecolare della riproduzione cellulare

Hanno trovato ammassi spazialmente differenziati di cellule in crescita nello stadio di medusa (fase riproduttiva dell’animale). Lo sviluppo delle cellule nella parte del corpo dell’animale a forma di ombrello era uniforme, mentre nei tentacoli avveniva a grappoli.

Dopo aver fermato la fornitura di cibo o aver bloccato la proliferazione cellulare usando un agente inibitore del ciclo cellulare, i ricercatori hanno scoperto che l’aumento delle dimensioni del corpo si era fermato, e hanno anche osservato difetti nello sviluppo dei tentacoli, nella differenziazione delle cellule staminali in cellule urticanti, e nella rigenerazione. Questi risultati suggeriscono che una medusa adulta in natura possiede cellule in crescita attiva che giocano un ruolo nel controllo delle dimensioni del corpo, della forma dei tentacoli e della rigenerazione.

Immagine di un esemplare di medusa chiamata 'Aequorea Macrodactyla''Aequorea Macrodactyla'

Immagine di un esemplare di medusa chiamata ‘Aequorea Macrodactyla’ che mostra il corpo a forma di ombrello

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Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che, quando il cibo non era disponibile, le meduse hanno mostrato una graduale diminuzione del volume dopo 24 ore, suggerendo che sono sensibili alla disponibilità di cibo e sono in grado di adattarsi ai cambiamenti metabolici in risposta alle condizioni ambientali.

“Attualmente stiamo cercando di capire i meccanismi molecolari dello sviluppo e della rigenerazione del Cladonema”, dice Sosuke Fujita, uno studente di master alla Graduate School of Biological Sciences della Tohoku University e primo autore della ricerca, nello stesso comunicato. “Sulla base di questo studio, il controllo molecolare della riproduzione cellulare è la chiave per decifrare la crescita e la rigenerazione delle meduse.”

Secondo Nakajima, il gruppo di scienziati prevede anche di indagare le differenze tra i due diversi stadi adulti di questi animali: medusa (sessuale) e polipo (asessuale). “Per questo obiettivo, identificheremo i cambiamenti nell’espressione genica associati a diversi contesti di sviluppo e prevediamo di introdurre strumenti genetici per la manipolazione dei geni”, conclude Nakajima.

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