Microscopia confocale e time lapse per la biologia dello sviluppogiugno 2010

Chi disegna le forme che appaiono sull’epidermide di piante e animali? L’ipotesi su cui lavorano i ricercatori è che sulle piccole scale le cellule seguano delle regole relativamente semplici, presentando comportamenti locali che non dipendono dalla struttura globale dell’organismo e non influiscono sulla sua architettura. Negli ultimi decenni la biologia dello sviluppo ha fatto considerevoli progressi nella comprensione dei meccanismi molecolari con cui le cellule “decidono” il loro destino in base alle “scelte” delle loro vicine.
Tra gli strumenti di osservazione utilizzati per lo studio dello sviluppo delle morfologie fini negli organismi sono di particolare importanza due tecniche su cui siamo tornati a più riprese e su cui torniamo anche in questo numero: la microscopia confocale (di cui si è parlato nei numeri di marzo 2002 e di settembre 2003) e la registrazione automatica delle immagini microscopiche, detta “time lapse” (gennaio 2006).
Colorando diversamente differenti componenti cellulari e riprendendo il tessuto vivo a intervalli regolari, si può avere una rappresentazione diretta della crescita delle cellule per un confronto sempre più ravvicinato con i modelli della morfogenesi.

La proiezione confocale in alto inquadra la punta di un’infiorescenza di Arabidopsis thaliana ancora in bocciolo. I nuclei e le membrane delle cellule dell’epidermide appaiono colorati in verde sul rosso dei cloroplasti (presenti solo nelle cellule degli strati inferiori), evidenziando la retinatura (patterning) che si sviluppa sulla superficie dei boccioli in crescita. Nelle sezioni in basso, lo sviluppo della retinatura è descritto sequenzialmente, visualizzando il differenziarsi delle dimensioni delle cellule, alcune delle quali si suddividono normalmente mentre altre, contrassegnate da una freccia bianca, “scelgono” di ingrandire il proprio nucleo. Le immagini vengono dal California Institute of Technology e sono state pubblicate da Adrienne Roeder et al. sul numero di maggio di PLoS Biology (PLoS Biol 2010;8(5):e1000367).

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