Chimno-Immagine: l’assenza di Chinmo nelle cellule sopprime la crescita dell’ala (a sinistra) rispetto al tessuto precursore dell’ala di controllo (al centro), mentre la sovraespressione del gene Chinmo induce la crescita eccessiva del tessuto, come avviene nei tumori (a destra). Credito: IBE-
I ricercatori hanno scoperto Chimno, il gene responsabile della fase giovanile negli insetti. Questo gene è presente nei mammiferi e potrebbe svolgere un ruolo chiave nei processi cancerosi.
Lo studio, pubblicato sulla rivista eLife e condotto dall’Institute for Evolutionary Biology (IBE, CSIC-UPF) e dall’IRB Barcelona, ha rivelato che il gene Chinmo è responsabile dell’istituzione dello stadio giovanile negli insetti. Conferma inoltre che i geni Br-C ed E93 svolgono un ruolo regolatore nella maturità degli insetti. Questi geni, presenti anche nell’uomo, agiscono rispettivamente come promotore e come soppressore dei processi cancerosi.
I risultati della ricerca, condotta con il moscerino della frutta Drosophila melanogaster e lo scarafaggio Blatella germanica, rivelano che questi geni sono stati conservati durante l’evoluzione degli insetti. Pertanto, si ritiene che possano svolgere un ruolo chiave nell’evoluzione della metamorfosi.
I geni Chinmo, Br-C ed E93 sono le lancette dell’orologio biologico degli insetti
Gli insetti che subiscono una metamorfosi completa, come le mosche, attraversano i seguenti tre stadi di sviluppo: l’embrione, che si forma all’interno dell’uovo; la larva (stadio giovanile), che cresce in più fasi e la pupa, che è lo stadio che racchiude la metamorfosi e la formazione dell’organismo adulto.
Precedenti studi avevano scoperto che il gene Br-C determina la formazione della pupa negli insetti. Nel 2019, lo stesso team IBE che ha condotto questo studio ha descritto la funzione essenziale dell’E93 per completare la metamorfosi negli insetti e avviare la maturazione dei tessuti che vanno a formare l’adulto.
Tuttavia, il gene responsabile della determinazione dello stadio giovanile era finora sconosciuto. Questo studio ha ora identificato il gene Chimno come il principale precursore di questa fase negli insetti.
Eliminando il gene Chinmo negli esemplari di Drosophila, gli scienziati hanno osservato che questi insetti sono progrediti allo stadio pupale senza completare lo stadio giovanile, passando presto allo stadio adulto. Questi risultati confermano quindi che Chinmo è essenziale per lo sviluppo giovanile.
“Abbiamo scoperto che Chinmo promuove la crescita dei tessuti durante la fase giovanile della Drosophila mantenendo le cellule indifferenziate. Pertanto, mentre Chinmo è espresso, le cellule non possono differenziarsi poiché il gene sopprime l’azione di quei geni responsabili della formazione dei tessuti adulti “, afferma il Dott. Xavier Franch, ricercatore presso l’IBE (CSIC-UPF) che ha co-condotto lo studio.
Pertanto, lo studio conclude che il gene Chinmo deve essere inattivato affinché la Drosophila passi dallo stadio giovanile a quello pupale e possa portare a termine con successo la metamorfosi. Allo stesso modo, conferma che l’azione sequenziale dei tre geni, vale a dire Chinmo, Br-C ed E93, durante gli stadi larvale, pupale e adulto, rispettivamente, coordina la formazione dei diversi organi che formano l’organismo adulto.
Immgaine: mosche allo stadio di pupa. Credito: IBE
Vedi anche:La riprogrammazione genetica: elisir di giovinezza?
I geni che regolano la crescita svolgono un ruolo chiave nei processi cancerosi
Chinmo e Br-C appartengono alla grande famiglia dei fattori di trascrizione BTB-ZF, proteine coinvolte nel cancro e che si trovano anche nell’uomo che si trovano anche nell’uomo. Sebbene studi precedenti avessero dimostrato che Chinmo è un precursore del cancro, il ruolo di Br-C ed E93 in questa malattia era finora sconosciuto.
“Comprendere il funzionamento molecolare della crescita cellulare può aiutare a comprendere meglio i processi del cancro. Le cellule sane crescono, si differenziano e maturano. Al contrario, le cellule tumorali crescono in modo incontrollabile, non si differenziano e non riescono a maturare. Quindi determinare il ruolo di Chinmo, Br-C ed E93 potrebbe essere la chiave per la futura ricerca clinica”, afferma il Dott. Jordi Casanova, ricercatore dell’IRB di Barcellona e coautore dello studio.
Lo studio mostra che mentre Chinmo è un precursore oncogenico perché promuove la crescita dei tessuti e previene la differenziazione, C-Br ed E93 fungono da soppressori tumorali attivando la maturazione dei tessuti.
Chinmo rivela come si è evoluta la metamorfosi
La metamorfosi completa di insetti come farfalle e mosche è un’innovazione evolutiva che è emersa gradualmente durante l’evoluzione da insetti che subiscono una metamorfosi molto più semplice, come gli scarafaggi. Per capire come è avvenuto questo processo graduale,
“Analizzare la funzione di questi geni in diverse specie di insetti ci permette di osservare come funziona l’evoluzione. L’osservazione che la funzione Chinmo è conservata negli insetti evolutivamente separati come mosche e scarafaggi ci fornisce indizi su come hanno avuto origine le metamorfosi”, spiega il Dott. David Martin, ricercatore presso l’IBE (CSIC-UPF) che ha co-condotto lo studio.
I risultati dello studio indicano che l’azione regolatrice di Chinmo ed E93 in insetti più basali come la blatta, è sufficiente a determinare il passaggio dalla forma giovanile a quella adulta. Tuttavia, l’introduzione del gene Br-C ha consentito lo sviluppo delle pupe e la comparsa di una metamorfosi completa attraverso un nuovo stadio pupale in insetti come le mosche.
Fonte: eLife
