Algoritmo scopre come si formano strisce dei pesci zebra negli embrioni

Pesce zebra parentesiDanio rerio) (credito: Azul, via Wikimedia Commons)

Come fanno i pesci zebra ad ottenere le loro caratteristiche strisce? È stato questo l’oggetto d’un nuovo studio apparso su Proceedings of National Academy of Sciences. I ricercatori hanno utilizzato un nuovo algoritmo informatico, sviluppato da un team di matematici della Brown University, per scoprire come si sviluppano gli embrioni di pesce zebra.

I ricercatori hanno scoperto che sono tre le tipologie di cellule pigmentali che cominciano a muoversi intorno alla pelle degli embrioni, man mano che questi cresce, andandosi infine a posizionare in modo da formare strisce gialle e blu che coprono tutta la lunghezza del corpo.
I ricercatori hanno scoperto anche alcune mutazioni genetiche che sono la causa di piccole interruzioni nelle strisce che vedono la creazione di punti, anziché di strisce.

L’obiettivo generale di questo studio non era solo comprendere come si sviluppano le caratteristiche strisce dei pesci zebra ma in generale quello di comprendere lo sviluppo precoce degli organismi e come i geni cominciano ad esprimersi negli embrioni andando a formare strutture e fenotipi, come spiega Bjorn Sandstede, autore senior dello studio il quale aggiunge: “Le persone hanno sviluppato simulazioni per aiutare a comprendere questi processi, ma una sfida è che stai osservando alcuni pesci zebra o alcune immagini delle simulazioni e essenzialmente stai osservando quali sono le somiglianze e le differenze. Volevamo creare qualcosa che fosse automatizzato e più obiettivo”.

Il nuovo algoritmo utilizza una tecnica conosciuta come analisi dei dati topologici. A spiegare le modalità di lavoro del uova algoritmo è Melissa McGuirl, autrice principale dello studio. Secondo la ricercatrice, si tratta sostanzialmente di una nuova area della matematica e della statistica “che si concentra sulla quantificazione della forma” e di un nuovo strumento “che ci consente di tracciare i componenti e i loop collegati che corrispondono alle caratteristiche della forma che rappresentano punti o strisce”.

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