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Il labbro dorsale di tritone induce strutture neurali nel tessuto ectodermico. gsc, espresso nel centro di Nieuwkoop, attiva fattori solubili necessari.

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Presentazione sul tema: "Il labbro dorsale di tritone induce strutture neurali nel tessuto ectodermico. gsc, espresso nel centro di Nieuwkoop, attiva fattori solubili necessari."— Transcript della presentazione:

1 Il labbro dorsale di tritone induce strutture neurali nel tessuto ectodermico. gsc, espresso nel centro di Nieuwkoop, attiva fattori solubili necessari alla determinazione degli assi.

2 La prima delle molecole solubili secrete dallorganizzatore (noggin) viene individuata da Smith e Harland (1992). Anzitutto trattano embrioni di Xenopus con Cloruro di Litio (LiCl) in modo da ottenere gastrule dorsalizzate (il LiCl aumenta larea del mesoderma organizzatore nella zona marginale inibendo GSK3) allo scopo di aumentare la frazione degli mRNA dei geni dellorganizzatore rispetto al totale degli mRNA. Quindi costruiscono una libreria plasmidica di cDNA, dalla quale sintetizzano cRNA che vengono iniettati in embrioni irradiati con UV (quindi, ventralizzati). I messaggeri in grado di restituire agli embrioni ventralizzati lasse dorsale codificano per i fattori dinteresse. noggin

3 [mRNA noggin] UV noggin

4 Gilbert, BIOLOGIA DELLO SVILUPPO, 2005 Noggin induce lectoderma dorsale a divenire tessuto neurale ed è in grado di conferire destino dorsale a cellule mesodermiche che altrimenti andrebbero incontro a destino ventrale. Noggin lega BMP2 e BMP4, impedendo loro di legarsi ai recettori. visione dorsale visione laterale

5 chordin + nodal-related 3 Gilbert, BIOLOGIA DELLO SVILUPPO, 2005 Chordin è stato isolato da embrioni dorsalizzati (assente in embrioni ventralizzati) per la sua capacità dindurre assi secondari quando iniettato nei blastomeri ventrali. Si esprime nel labbro dorsale del blastoporo e, successivamente, nella notocorda. Deplezione di Chordin mediante oligonucleotidi antisenso morpholino causa assenza del Sistema Nervoso Centrale in Xenopus. Come Noggin, anche Chordin lega BMP2 e BMP4 impedendo loro di interagire coi recettori. Nodal-related 3 (Xnr-3) agisce in modo analogo a Noggin e Chordin. pre-gastrulazione gastrulazione

6 follistatina Hemmati-Brivanlou e Melton generano un dominante negativo per il recettore dellactivina (allo scopo di bloccarne il pathway) che iniettano nellembrione di Xenopus. Risultato: tutto lectoderma diventa tessuto neurale. Modello della Neurulazione per Difetto: lorganizzatore produce inibitori degli induttori dellepidermide. Quindi, la condizione di base dellectoderma è neurale, mentre lepidermide deve venire indotta. Bloccando linduttore lectoderma evolve in neurale. La follistatina si lega, bloccandola, allactivina (o a molecole simili). La follistatina è espressa nel labbro dorsale del blastoporo e nella notocorda.

7 noggin-chordin-foll. vs. BMP4 Noggin, cordina e follistatina sono tutte e tre espresse dallorganizzatore. Tali molecole sono in effetti in grado di interagire con BMP4 (bone morphogenetic protein 4 – proteina morfogenetica dellosso 4). A seguito di tale interazione, leffetto induttivo di BMP4 viene bloccato. Effetto induttivo BMP4? Iniezione di mRNA codificante BMP4 in uova di Xenopus determina il (1) differenziamento di tutto il mesoderma embrionale verso un destino ventro-laterale. (2) Inoltre, non si attua embolia a livello del blastoporo. Blocco di BMP4 (espressione del recettore dominante negativo) determina (1) la formazione di un secondo asse dorsale. BMP4 induce lectoderma a formare epidermide.

8 noggin-chordin-foll. vs. BMP4 Nelle blastule in stadio avanzato, BMP4 (potente fattore ventralizzante) è espresso in tutta la regione ectodermica e mesodermica. In gastrulazione, lorganizzatore esprime il fattore di trascrizione iro1, che reprime lespressione di bmp4, che risulta quindi ora espresso solo nella zona marginale latero-ventrale. Inoltre, la produzione di Noggin, cordina e follistatina da parte dellorganizzatore determina il blocco funzionale di BMP4 secondo un gradiente degli inibitori (blocco totale in prossimità dellorganizzatore, assenza di blocco nella regione ventrale).

9 Gilbert, BIOLOGIA DELLO SVILUPPO, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2005

10 Xolloid Chordin BMP4 Xolloid: metalloproteasi che degrada Chordin

11 [BMP4 attiva] BMP4 TESSUTO INDOTTO Notocorda Muscolatura dorsolaterale Mesoderma ventro-laterale Mesoderma ventrale, epidermide GENI ATTIVATI myf5 vent2 vent1, vox

12

13 Lorganizzatore (i)induce il tubo neurale e (ii)ne specifica le varie regioni regionalizzazione


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