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Metodologie di embriologia sperimentale
Luca Del Giacco
luca.delgiacco@unimi.it
http://users.unimi.it/delgi/
sezione Functional and Reproductive
Biology
Torre B, piano 7
biologia dello sviluppo
La biologia dello sviluppo studia tutti i processi che
riguardano lo sviluppo, a partire dalla cellula uovo fecondata
fino alla nascita ed oltre.
differenziamento
Dal singolo uovo fecondato (lo zigote unicellulare) si origina
un n° enorme di diversi tipi cellulari con le più disparate
funzioni. Tutte queste cellule (a parte poche eccezioni)
contengono il medesimo patrimonio genetico.
morfogenesi
Le cellule che man mano si differenziano si organizzano in
tessuti ed organi piuttosto che essere distribuite in modo più
o meno casuale.
accrescimento
Le cellule che si stanno dividendo hanno perfettamente
presente quando smettere di farlo. La divisione cellulare è
strettamente regolata.
riproduzione
L’uovo e lo spermatozoo sono quelle cellule ad alta
specializzazione che garantiscono la trasmissione alla
generazione successiva delle informazioni per costruire un
nuovo organismo.
biologia dello sviluppo
biologiabiologia
dellodello
svilupposviluppo
embriologiaembriologiasperimentalesperimentale
biologiabiologiamolecolaremolecolare
geneticageneticadellodello
svilupposviluppo
embriologia sperimentale
Programmi di ricerca dell’embriologia sperimentale:
1.Come l’ambiente (le ‘forze esterne’) influenza lo sviluppo
dell’embrione
2.Come le ‘forze interne’ all’embrione determinano il
differenziamento delle cellule
3.Come le cellule si organizzano in tessuti ed organi
integrazione ambientaleL’ambiente influenza lo sviluppo
Alcohol
1.Come l’ambiente influenza lo sviluppo dell’embrione:
determinazione del sesso nel verme echiuroideo Bonellia
viridis
integrazione ambientale
integrazione ambientale
1.Come l’ambiente influenza lo sviluppo dell’embrione:
determinazione del sesso nel verme echiuroideo Bonellia
viridis
integrazione ambientale
L’aromatasi è prodotta sia dalle gonadi che dal cervello
dell’embrione. La attività aromatasica nelle gonadi rimane
costante, mentre nel cervello cambia drasticamente aumentando
di molto a temperature ‘femminilizzanti’
embriologia sperimentale
Nei rettili la determinazione primaria del sesso è ormone-
dipendente. Gli estrogeni, essenziali per lo sviluppo
dell’ovario, sono in grado di determinare lo sviluppo di
femmine anche a temperature mascolinizzanti. Viceversa, uova
trattate con inibitori della sintesi degli estrogeni danno
alta percentuale di maschi anche se incubate a temperature
‘femminili’.
La ‘link’ tra sesso, estrogeni e temperatura è l’enzima
aromatasi, che converte il testosterone in estrogeni
genetica dello sviluppoIl controllo esercitato dai geni sullo sviluppo dell’embrione.
La genetica dello sviluppo ha nello studio dei mutanti il suo
punto di forza. I notevoli passi avanti nel campo hanno messo
in evidenza come i geni che controllano le fasi precoci dello
sviluppo embrionale siano evolutivamente conservati
genetica dello sviluppo
mutante
eyeless
twin of
eyeless
Small eye
(Pax6)
Aniridia
genetica dello sviluppo
genetica dello sviluppo
genetica dello sviluppo
N -ethyl- N -nitrosourea (ENU)
mutantiSLC24A5, uno scambiatore di cationi, influenza la pigmentazione in zf e uomo
embriologia sperimentale
• Cutting
• Pasting
• Paintin
g
L’embriologia sperimentale studia i meccanismi alla base dei
processi ontogenetici turbandone il naturale corso mediante
manipolazione degli embrioni
embriologia sperimentale
microiniezione
microiniezione
overespressione genica (pasting)
Agouti-related peptide (AgRP), un neuropeptide prodotto nel
nucleo arcuato dell’ipotalamo, aumenta l’appetito e diminuisce il
metabolismo.
overespressione genica (pasting)
pasting*
knock-DOWN genico (cutting)
•Antisense oligonucleotides•Designed as 25 mers•Resistant to digestion•Not RNAseH mediated
knock-DOWN genico (cutting)
•Antisense oligonucleotides•Designed as 25 mers•Resistant to digestion•Not RNAseH mediated
MO mimano mutazioni
embrioni “chimera”: le cellule di donatore e ricevente sono geneticamente (quindi fenotipicamente) differenti. Trapianto di cellule di quaglia in embrione di pollo.
painting
painting
thymidine kinase
topo knock-out
Differenziamento (espressione genica differenziale)
Dal singolo uovo fecondato (lo zigote unicellulare) si origina
un n° enorme di diversi tipi cellulari con le più disparate
funzioni.
1.tutte le cellule di un organismo (a parte poche eccezioni)
contengono il medesimo patrimonio genetico.
2.i geni non utilizzati vengono comunque conservati e possono
sempre venire espressi.
3.ogni cellula esprime solo una piccola percentuale del genoma
(es. cromosomi politenici di Drosophila).
espressione differenziale Cromosomi politenici.
biologia molecolareLa biologia molecolare studia i processi biologici a livello
dei meccanismi molecolari.
tecniche di biol molec
tecniche di biol molec
tecniche di biol molec
tecniche di biol molec
Ibridazione in situ con al sonda antisenso per Pax6 che mostra l’espressione del gene nell’occhio di topo in sviluppo. Pax6 è espresso sia nell’ectoderma del cristallino presuntivo che nel peduncolo ottico che formerà retina e nervo ottico.
9dd 10dd 15dd
tecniche di biol molec
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