morfogeni

I morfogeni sono molecole di segnalazione biologica in grado di diffondere attraverso i tessuti e di formare gradienti di concentrazione. Questi gradienti forniscono alle cellule informazioni posizionali durante lo sviluppo, permettendo loro di adottare identità cellulari diverse a seconda della distanza relativa dalla fonte del morfogeno.

Il modello classico prevede che i morfogeni siano prodotti in posizioni localizzate, si diffondano e vengano degradati o sequestrati, generando gradienti stabili. Le cellule interpretano questi gradienti attivando reti di segnalazione che modulano l’espressione genetica in modo dose-dipendente. L’esito è una disposizione gerarchica di domini cellulari e di tessuti, conforme al fenomeno noto come problema della “bandiera francese” ideato da Wolpert.

Esempi iconici includono Sonic hedgehog (SHH), che forma gradienti ventro-dorsali nel tubo neurale e negli arti; le vie Wnt e BMP che partecipano alla patterning dorsale-ventrale e anteriore-posteriore in diversi organi; e la famiglia morphogenica di suggeritori come FGF o TGF-β in contesti specifici. In Drosophila, il morfogeno Bicoid crea un gradiente anteriore-posteriore necessario per l’identità dei segmenti. I segnali morfogenici interagiscono spesso con percorsi di interpretazione complessi e feedback, e possono agire in combinazione piuttosto che in modo isolato.

Storicamente, il termine morfogeno è stato coniato da Alan Wolpert agli inizi degli anni ’70 per descrivere sostanze in grado di fornire informazione posizionale. Oggi si riconosce che la pattern formation coinvolge reti di segnali, gradienti multipli e meccanismi meccanici oltre ai gradienti morfogeni, con notevoli implicazioni per la biologia dello sviluppo, la medicina rigenerativa e l’ingegneria tissutale.