In particolare  Hans Spemann (foto a lato) ,premiato con il Nobel nel 1935, dimostrò con i suoi esperimenti che la determinazione è un processo progressivo che agisce durante lo sviluppo embrionale e porta le cellule dell’ embrione a seguire una via differenziativa irreversibile da un certo stadio di sviluppo in poi.  

Egli intuì che i criteri per la differenziazione cellulare sono di tipo operativo, poiché nell’embrione iniziale non riscontrava una evidente differenziazione morfologica cellulare.

Egli dimostrò che i blastomeri iniziali di tritone presentano nuclei identici, ciascuno in grado di formare una larva completa. 

Subito dopo aver fecondato un uovo di tritone egli prese un capello di bambino e lo utilizzò come laccio per legare lo zigote secondo il piano della prima divisione di segmentazione.   

Egli quindi sottopose l'uovo ad una parziale costrizione , facendo si    che tutte le divisioni nucleari rimanessero da un lato della     costrizione.  Spesso allo stadio di 16 cellule un nucleo sfuggiva passando attraverso la costrizione , nella parte non nucleata.                         A quel punto la segmentazione cominciava anche da quel lato ed il laccio venne stretto fino  che le due metà non furono completamente separate.

 

 

 

 

 

 

(Da : Biologia dello sviluppo. Scott F.Gilbert. Zanichelli)

Successivamente si svilupparono due larve gemelle , una in ritardo rispetto all'altra in termini di sviluppo. Dunque Spemann concluse che i nuclei iniziali degli anfibi sono uguali dal punto di vista genetico ed ognuno è in grado di originare un organismo completo.

Dopo ciò Spemann ripetette l'esperimento cambiando il piano di costrizione da  longitudinale a perpendicolare rispetto al piano della prima segmentazione (separando le future regioni dorsali e ventrali e non il lato destro e sinistro), non ottenne lo stesso risultato: infatti i nuclei continuarono le segmentazioni da entrambi i lati della costrizione ma , solo da un lato ( il futuro lato dorsale) si originava una larva normale.

Dall'altro lato si produceva una massa di tessuto disorganizzato di cellule ventrali.

Come si spiega il diverso risultato ? Nel citoplasma corticale delle uova di anfibio avvengono consistenti movimenti dopo la fecondazione ed in alcuni anfibi a causa di questi movimenti appare sull'uovo un'area grigia di citoplasma a forma di semiluna nella regione opposta al punto di penetrazione dello spermatozoo detta semiluna grigia .

Quindi se il piano della costrizione divideva     questa regione in due parti segregandola nei primi due blastomeri allora si producevano due larve normali mentre se il piano isolava questa regione da un solo lato allora si produceva una larva e una massa amorfa di cellule.

Sembra quindi che qualcosa nella semiluna grigia sia indispensabile per lo sviluppo normale  dell'embrione.

Rimaneva però aperto il quesito : << la differenziazione cellulare è un processo terminale oppure il programma genetico di una cellula differenziata può essere riprogrammato?>> . Spemann propose un lavoro che lui stesso definì <<un fantastico esperimento>>. Suggerì di prelevare il nucleo da una cellula di un embrione in avanzata fase di sviluppo (oppure di un individuo adulto ) e trasferirlo nel citoplasma di una cellula uovo enucleata , priva cioè del proprio nucleo , insieme con il corredo genetico.

 

(Da : Biologia dello sviluppo. Scott F.Gilbert. Zanichelli)

In altre parole , propose un esperimento di trasferimento nucleare per capire se il nucleo di una cellula differenziata fosse in grado di riprogrammare l’ informazione espressa e di controllare lo sviluppo embrionale. Purtroppo l’ avanzamento delle conoscenze scientifiche necessita non solo di idee brillanti, ma anche di opportunità tecniche.

Spemann non potè condurre l’esperimento per la mancanza di strumenti adatti alla manipolazione e alla dissezione delle cellule somatiche e germinali utili al trasferimento nucleare : sarebbero occorsi ancora 14 anni prima che gli embriologi riuscissero a cimentarsi con l’esperimento da lui proposto .