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NOVA TÉCNICA PERMITE QUE SE CONTROLEM OS MOVIMENTOS DENTRO DE CÉLULAS VIVAS

Edição Vol. 5, N. 08, 28 de Fevereiro de 2018

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2018.02.28.005

Controlar a vida e seu funcionamento a nível molecular é uma das maiores tremesses do ser humano, ainda não conseguida. Porém, a nível celular já estamos caminhando para seu controle em fluxo contínuo…

O movimento simples dentro das células biológicas, como a transmissão de citoplasma – o interior líquido das células – é amplamente acreditado em ser essencial para as células e o desenvolvimento de organismos complexos. Mas, devido à falta de ferramentas adequadas, esse movimento intracelular até agora não pode ser testado como hipótese. Agora, uma equipe de pesquisadores do Instituto Max Planck de Biologia Celular Molecular e Genética (MPI-CBG) em Dresden encontrou uma maneira de induzir e controlar o movimento dentro de células vivas e embriões recentes. Ao invés de usar microscópios simplesmente para observações, a equipe em torno de Moritz Kreysing conseguiu guiar ativamente processos centrais de desenvolvimento de embriões de vermes com uma nova técnica biológica celular chamada FLUCS (Figura 1). Este novo paradigma de microscopia prepara o caminho para uma compreensão sistemática de como os organismos complexos se desenvolvem e o que os mantém protegidos contra o mau funcionamento e doenças. 

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 Figura 1: Novo microscópio permite que pesquisadores controlem o movimento dentro das células vivas. Fluxo de fluido celular em um embrião de verme: um novo microscópio permite que os pesquisadores mudem a direção do fluxo. Como resultado, o eixo do corpo cabeça-cauda do embrião é revertido. © MPI f. Biologia Celular Molecular e Genética

Uma questão central na biologia é como organismos inteiros se desenvolvem a partir de ovos fertilizados únicos. E, embora a pesquisa genética tenha revelado conhecimentos profundos sobre esse assunto enigmático nos últimos anos, um aspecto particular do desenvolvimento permaneceu evasivo. Para que um organismo desenvolva um corpo estruturado, as biomoléculas precisam se deslocar para locais específicos dentro do embrião, semelhante ao material de construção em um local de construção. Um exemplo particularmente importante para esta distribuição de material dentro das células é a polarização de um embrião, que define onde a cabeça e a cauda de um verme crescerão. Mas até agora, manteve-se controverso quais mecanismos de transporte definem essa polarização de cabeça-cauda com tanta precisão, porque não era possível mover o interior de um embrião sem danificá-lo.

Uma equipe de pesquisadores em torno de Moritz Kreysing, em colaboração com outros grupos da MPI-CBG, conseguiram induzir fluxos controlados em embriões vivos com uma tecnologia não invasiva a laser, chamada FLUCS (transmissão citoplasmática induzida por luz focada. Do inglês, focused-light-induced-cytoplasmic-streaming). Com esta ferramenta verdadeiramente revolucionária em mãos (ver figura), os pesquisadores conseguiram apontar a função do movimento citoplasmático no processo de polarização embrionária.

Matthäus Mittasch, o principal autor do estudo, diz: “Com a FLUCS, a microscopia de embriões em crescimento torna-se verdadeiramente interativa”. E de fato: com a ajuda de simulações de computador realistas, os pesquisadores conseguiram reverter o eixo do corpo de cabeça para cauda em embriões com a FLUCS, levando ao desenvolvimento invertido.

A capacidade de mover ativamente o interior das células biológicas ajudará a entender como essas células mudam de forma, como se movem, dividem, respondem a sinais externos e, finalmente, como os organismos inteiros emergem guiados pelo movimento em microescala. No lado médico, a FLUCS tem o potencial de melhorar nossa compreensão de defeitos de desenvolvimento, ajudar a fertilização in vitro, a clonagem de organismos e a descoberta de novos medicamentos.

Ciência não é somente para quem gosta, mas para a nação que investe! Invista você em ciências!

Fonte: Katrin Boes, Instituto Max Planck de Biologia Celular Molecular e Genética

Referência

Matthäus Mittasch, et al., “Non-invasive perturbations of intracellular flow reveal physical principles of cell organization,” Nature Cell Biology (2018) doi:10.1038/s41556-017-0032-9

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