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Para que a primeira célula se desenvolva em um organismo inteiro, genes, moléculas de RNA e proteínas precisam trabalhar juntos de maneira complexa. A princípio, esse processo é indiretamente controlado pela mãe. Em um determinado momento, a proteína GRIF-1 garante que a prole se isole dessa influência e inicie seu próprio curso de desenvolvimento. Uma equipe de pesquisa da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) detalha como esse processo funciona na revista Avanços da Ciência.
Quando um novo organismo começa a se desenvolver, a mãe dá as ordens. Durante a fertilização, o óvulo e o espermatozóide se fundem para formar uma única nova célula. No entanto, o curso da divisão celular e, portanto, como um novo ser vivo se forma, é inicialmente determinado pela célula-mãe. “Independentemente do organismo, a divisão celular é inicialmente pré-programada pela mãe”, explica o professor geneticista Christian Eckmann, da MLU. A célula da mãe fornece um conjunto inicial de desenvolvimento que inclui as primeiras proteínas, bem como as moléculas de RNA que servem como modelos para outras proteínas. Tudo isso é necessário para iniciar a divisão celular e o desenvolvimento de um organismo.
Nesse período inicial, as células não têm acesso ao seu próprio material genético, o que restringe seu próprio desenvolvimento. “Por mais importante que seja essa contribuição materna para o novo organismo, em determinado momento esses componentes precisam ser removidos. Só então ele poderá utilizar plenamente seu próprio material genético e seguir seu próprio curso de desenvolvimento”, diz Eckmann. Esse processo começa muito mais tarde nas células germinativas, as precursoras dos gametas, do que nas células somáticas, que se desenvolvem em todas as outras células do corpo. “As células têm muitas opções para matar as coisas. A longevidade deve ser conquistada”, diz Eckmann. Nos precursores de células germinativas, as chamadas polimerases poli-A fornecem às moléculas de RNA de vida curta da mãe uma espécie de capa protetora para garantir que elas vivam mais.
Em experimentos com o organismo modelo C. elegans, a equipe de Eckmann descobriu como o processo de corte do cordão funciona em nível molecular nas células germinativas. Em um determinado estágio, as células começam a produzir a proteína GRIF-1. As instruções para esse processo vêm do RNA materno. Assim que a proteína é construída, ela começa a procurar as polimerases poli-A maternas, liga-se a elas e atribui a elas uma espécie de marcador. “É como uma bandeira que o GRIF-1 usa para marcar quais proteínas maternas devem ser degradadas”, diz Eckmann. Isso desencadeia uma reação em cadeia: uma vez que as polimerases poli-A são destruídas, elas não podem mais anexar novas capas protetoras às moléculas de RNA maternas, o que as protegeria da degradação e, portanto, nenhuma nova proteína materna pode ser construída. “Eventualmente, todas as moléculas de RNA e proteínas maternas são eliminadas. A célula germinativa ganha acesso total ao seu material genético e pode continuar a se desenvolver por conta própria”, conclui Eckmann. Ainda não está claro como a célula sabe que precisa produzir GRIF-1 e que precisa ativar seu próprio material genético.
Aliás, esse longo processo de controle materno existe por uma razão: o material genético nas células germinativas é passado para a prole por meio do esperma ou do óvulo. Portanto, ele deve ser preservado da forma mais completa e isenta de erros possível. Os pesquisadores de Eckmann impediram artificialmente que esse processo de degradação ocorresse no laboratório em C. elegans. “A interrupção desse processo causa muitos problemas. A linhagem germinativa não pode se desenvolver de forma robusta e os descendentes dos vermes se tornam mais inférteis a cada geração”, diz Eckmann.
O trabalho foi financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa no âmbito do Grupo de Treinamento de Pesquisa “GRK 2467: Proteínas intrinsecamente desordenadas — Princípios moleculares, funções celulares e doenças”.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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