Sono da poco tornato da un convegno sulle Alpi della Savoia, uno piccolo, uno di quelli dove si dicono le cose importanti. A quel convegno ho visto un breve film e sono rimasto incantato: abbiamo il cuore a sinistra e il fegato a destra proprio per un pelo! O meglio per un ciglio, infinitamente più sottile di un capello. E' stato scoperto cioè il fenomeno che sta all'origine della parziale asimmetria che caratterizza il nostro corpo.
La maggior parte degli animali possiede una parte destra del corpo identica, o per meglio dire simmetrica, a quella sinistra, e l'uomo non fa eccezione. Questa simmetria, però, non è perfetta. Tutti sappiamo che c'è una certa differenza fra la parte destra e quella sinistra e per quanto riguarda alcuni degli organi interni: il cuore è un po' spostato a sinistra, il fegato a destra, il polmone sinistro non è uguale a quello destro, l'appendice si trova a destra e così via. Ogni tanto capita anche che nasca un individuo con il cuore a destra. Se questo fenomeno è accompagnato da un concomitante spostamento di tutti gli altri organi interni, non c'è nessun problema.
Negli ultimi quindici anni si è imparato un sacco di cose su come si forma il corpo degli animali e dell'uomo e su come in particolare si originano i due assi principali del corpo, quello maggiore che va dalla testa alla coda e quello che distingue le regioni ventrali da quelle dorsali. Non appena si sono formati questi due assi, risulta automaticamente stabilita anche la polarità destra-sinistra. Ma di che cosa determinasse l'asimmetria del cuore e degli altri organi interni, fino a cinque-sei anni fa non si sapeva niente. E sì che non si trattava di un problema da poco! Sei-sette anni fa fu individuato, quasi per caso, un gene la cui attività nell'embrione precoce di pollo appariva molto asimmetrica. Il gene era molto più attivo nella parte sinistra dell'embrione che in quella destra.
L'evento fu salutato con giubilo e subito si dimostrò che non si trattava di un'osservazione marginale.
Se si alterava artificialmente l'attività di questo gene, che si comporta evidentemente da regolatore di un gran numero di eventi biologici, si osservava un effettivo spostamento degli organi interni. Passati i primi momenti d'eccitazione, momenti che nella biologia moderna durano sempre meno, ci si domandò: “Ma perché questo gene ha un'attività così asimmetrica fin dall'inizio?
Chi lo costringe a comportarsi in questa maniera? In altre parole, chi regola il regolatore?”. Non si era ancora finito di formulare la domanda che già erano stati individuati un'altra mezza dozzina di geni che mostravano lo stesso comportamento. Uno di questi sembra l'iniziatore dell'intero processo, perché è attivo proprio all'inizio della formazione dell'embrione e la sua attività influenza quella di tutti gli altri.
Un bel quadro, insomma, confermato in molte specie diverse, con l'aggiunta dell'osservazione inattesa che in alcuni casi di cosiddetti gemelli siamesi era coinvolta un'alterazione nel gene in questione, ma restava sempre il problema di che cosa regolasse l'attività di questo primo gene. Sembra ora che possediamo finalmente la risposta. Il primo asse che va dalla testa alla coda è rappresentato da una struttura dorsale, chiamata stria primitiva, che darà poi luogo alla spina dorsale e al midollo spinale.
Questa stria si origina a sua volta da una struttura circolare primordiale che si chiama semplicemente “nodo”. Guardando con un microscopio le cellule che costituiscono il nodo si osserva che possiedono un certo numero di ciglia che ruotano vorticosamente. Il giapponese Hirokawa ha filmato il loro movimento e ha visto, e fatto vedere, che ruotano tutte nella stessa direzione al ritmo di 600 giri al minuto. La loro rotazione devia verso sinistra le molecole di una particolare sostanza che fluisce velocemente nel nodo, provenendo da una sorgente di per sé simmetrica.
Tutto il processo che conduce all'asimmetria degli organi interni prende origine, quindi, dal fatto che questa sostanza viene accumulata più da una parte del nodo che dall'altra. E' inutile dire che per realizzare quel filmetto sono state necessarie tecnologie avanzatissime e la pazienza, veramente “orientale”, di un gran numero di ricercatori. Quel che è certo è che si tratta di uno spettacolo incredibile! Un altro degli enigmi più appassionanti della biologia degli animali superiori è stato così risolto, nella maniera più semplice e soddisfacente. E c'è una lezione aggiuntiva.
Se i cigli non ruotano, non si osservano mostri, ma solo animali, o uomini, sanissimi con gli organi interni che occupano posizioni invertite. La rotazione in questione è quindi importante e determina una scelta fondamentale, ma si tratta di una scelta fra due processi complementari che sono completi e perfetti in sé: o il cuore a destra o il cuore a sinistra. Una volta dettata l'asimmetria, partono una serie di processi morfogenetici che “sanno” quello che devono fare e lo fanno attraverso una serie di eventi “a cascata”.
Si tratta dell'ennesima conferma di una delle più importanti lezioni che emergono dalla biologia moderna: i geni contenuti nel genoma predispongono una serie preordinata di strategie alternative: il progetto A, quello B o quello C, e così via.
Gli eventi esterni hanno il ruolo di scegliere quale di queste strategie deve essere di volta in volta applicata.
E tutto avviene poi di conseguenza.
di EDOARDO BONCINELLI
fonte:swif.uniba.it