Roma – Una mutazione genetica in un pesce pagliaccio ha permesso di identificare un meccanismo fondamentale alla base della formazione di pattern biologici regolari, mostrando come le cellule stabiliscano confini netti tra colori diversi. Lo studio, firmato da Marleen Klann, Vincent Laudet e Simone Pigolotti dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), insieme a collaboratori di Academia Sinica, Kyoto University e University of Virginia, è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications. I ricercatori hanno individuato nel gene che codifica per una proteina delle gap junction il fattore responsabile delle variazioni nei pattern del cosiddetto pesce pagliaccio “Snowflake”.
L’indagine prende origine da un esemplare di Amphiprion ocellaris nato nel 1999 nel Regno Unito, caratterizzato da bande bianche ondulate anziché dritte. Questo tratto, trasmesso alle generazioni successive, ha offerto un modello ideale per studiare la genetica della pigmentazione. Confrontando il genoma di questi esemplari con quello dei pesci normali, gli studiosi hanno riscontrato una mutazione nello stesso gene già associato alla formazione dei pattern nel pesce zebra mutante “Leopard”, noto per sviluppare macchie invece di strisce.
Confronto tra un pesce pagliaccio di tipo selvatico (a sinistra) e un fenotipo Snowflake (a destra, che mostra entrambi i lati). Il disegno ondulato sul pesce è simmetrico, il che suggerisce un meccanismo genetico.
Credito
Fiona Li
“Snowflake ha indicato non solo un meccanismo genetico, ma anche un quadro universale per studiare la formazione dei pattern tra specie diverse”, ha spiegato Vincent Laudet. La proteina coinvolta consente la comunicazione tra cellule tramite correnti elettriche e piccole molecole, svolgendo un ruolo chiave nell’organizzazione spaziale dei pigmenti. I risultati suggeriscono che questo sistema di comunicazione cellulare sia molto più antico di quanto ipotizzato, risalendo a oltre 200 milioni di anni fa.
Lo studio ha inoltre evidenziato che il modello matematico di Turing, tradizionalmente utilizzato per spiegare la formazione delle strisce, non è sufficiente a descrivere il caso del pesce pagliaccio, in cui le bande sono fisse nel tempo. I ricercatori hanno quindi applicato il modello di Edwards-Wilkinson, basato sull’equilibrio tra tensione superficiale e rumore, per spiegare la formazione e la stabilità dei confini tra cellule pigmentate. “Il modello descrive due forze opposte che determinano quanto il pattern risulti regolare o corrugato”, ha chiarito Simone Pigolotti.
Questi risultati offrono nuove prospettive per comprendere i principi generali dell’organizzazione biologica, suggerendo che la comunicazione cellula-cellula rappresenti un meccanismo universale nella formazione dei pattern.(30Science.com)
