La crescita dei neuroni motori coordinata da un solo gene

Il passo successivo alla scoperta sarà quello di verificare in che modo Hoxc9 nei neuroni motori influenza i movimenti, la deambulazione e il respiro

Un solo tipo di gene, denominato Hoxc9, funge da principale “centro di comando” dei neuroni motori nel midollo spinale: è quanto hanno scoperto i ricercatori del Dipartimento di fisiologia e neuroscienze del NYU Langone Medical Center e dell’Howard Hughes Medical Institute.

il gene, fa parte della famiglia dei geni Hox, noti per presiedere al controllo dello schema complessivo di sviluppo dell’organismo dal momento che orchestrano una cascata di espressioni geniche nelle prime fasi embrionali, determinando così la struttura complessiva e l’orientazione delle diverse parti del corpo.

Scoperti per la prima volta nel moscerino della frutta, sono poi stati identificati nei mammiferi e nell’essere umano, in cui si trovano in numero di 39, 21 dei quali coordinano i neuroni motori nel midollo spinale.

“Sapevamo che 21 geni Hox determinano in che modo si costituiscono le connessioni tra neuroni motori nel midollo spinale e i muscoli degli arti”, ha spiegato Jeremy S. Dasen, che ha coordinato lo studio, pubblicato sulla rivista Neuron. “La sorpresa dei nostri risultati è dovuta al fatto che un singolo gene Hox agisce da organizzatore globale per i neuroni motori e per le loro connessioni. Il prossimo passo sarà verificare in che modo Hoxc9 nei neuroni motori influenza i movimenti, la deambulazione e il respiro.”

Nei mammiferi, occorrono molte centinaia di neuroni motori per controllare le diverse cellule muscolari che concorrono a coordinare il movimento. Il loro funzionamento appropriato dipende dal fatto che ciascuno di questi neuroni nell’embrione trovi la via dal midollo spinale al gruppo di muscoli che dovrà controllare. Per quest’ultimo studio, Dasen e colleghi hanno studiato topi con una mutazione a carico del gene Hoxc9.

Analizzando i marker molecolari che distinguevano tra neuroni motori negli arti e l’area toracica si è scoperto che la stessa mutazione trasformava i neuroni motori toracici in neuroni motori degli arti. In una serie di esperimenti biochimici, si è successivamente mostrato come Hoxc9 orchestri l’espressione genica dei neuroni motori silenziando i geni Hox dedicati alla coordinazione degli arti.