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Capire come una sola cellula riesca a dare forma a un corpo intero è da sempre uno dei grandi enigmi della biologia, e proprio dagli embrioni di topo stanno arrivando le prime risposte concrete. Il merito va a uno strumento dal nome piuttosto curioso, una sorta di macchina da scrivere genetica costruita con le tecniche di editing genetico. Grazie a questo sistema i ricercatori sono riusciti a seguire il percorso di oltre un milione di cellule, risalendo all’indietro fino all’unico ovulo da cui tutto aveva avuto inizio.
Detta così sembra quasi un esercizio di genealogia, e in effetti il concetto non è poi così lontano. Ogni organismo complesso parte da una cellula uovo che si divide, poi si divide ancora e ancora, mentre le cellule figlie imboccano strade diverse fino a diventare tessuti e organi con funzioni molto differenti tra loro. Ricostruire chi discende da chi in mezzo a una folla del genere è un lavoro enorme, praticamente impossibile da portare avanti limitandosi a osservare l’embrione mentre cresce.
Come funzionano le macchine da scrivere del DNA
Il nome stesso suggerisce il principio su cui si basano questi strumenti. Invece di guardare le cellule soltanto dall’esterno, gli scienziati sfruttano l’editing genetico per fare in modo che siano le cellule stesse a conservare traccia della propria storia. Un po’ come un dattilografo che batte una lettera dopo l’altra sul foglio, queste “typewriter” genetiche lasciano segni nel materiale genetico che passano da una generazione cellulare a quella successiva.
Leggere quei segni permette di capire quali cellule sono parenti strette e quali invece si sono separate molto presto lungo il cammino dello sviluppo. È proprio questo meccanismo a rendere possibile la risalita, tappa dopo tappa, verso la cellula di partenza. Ed è qui che le dimensioni del lavoro diventano davvero notevoli, perché si parla di più di un milione di cellule ricondotte alle loro origini all’interno degli embrioni di topo.
Una mole di dati del genere apre una prospettiva nuova su un processo che fino a oggi era difficile da seguire nei dettagli. Non si tratta più di intuire a grandi linee come si organizza un embrione, ma di provare a ricostruire una vera e propria mappa delle discendenze cellulari, con i rami che si separano e si moltiplicano man mano che il corpo prende forma.
Perché gli embrioni di topo sono così importanti
La scelta di lavorare sui topi ha una sua logica precisa. Parliamo di mammiferi, quindi di organismi dal percorso di sviluppo complesso, nei quali una singola cellula deve dare origine a strutture estremamente varie. Riuscire a seguire questo viaggio in un modello simile significa avvicinarsi a una delle domande più affascinanti in assoluto, cioè come un unico punto di partenza possa generare un intero organismo con tutte le sue parti al posto giusto.
Le risposte, va detto, stanno appena cominciando ad arrivare. Gli strumenti di registrazione genetica non raccontano ancora tutta la storia dello sviluppo, ma offrono per la prima volta un modo per ripercorrerla su una scala così ampia. Il cuore della novità sta tutto qui, nella possibilità di seguire il filo che lega ogni cellula alle precedenti senza perderne le tracce lungo la strada. Il risultato più concreto, al momento, è proprio questo collegamento a ritroso. Con le macchine da scrivere basate sull’editing genetico, gli scienziati sono riusciti a tracciare oltre un milione di cellule negli embrioni di topo, riportandole verso l’unica cellula uovo da cui avevano avuto origine.
Fonte: TecnoAndroid