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Há um ritmo para desenvolver a vida. Crescer de um pequeno aglomerado de células para um organismo adulto exige tempo e controle precisos. Os genes certos devem ser ativados no momento certo, pela duração certa e na ordem correta. Perder o ritmo pode levar a doenças como o câncer. Então, o que mantém cada gene em funcionamento?
O professor Christopher Hammell do Laboratório Cold Spring Harbor (CSHL) descobriu que no verme C. elegans, esta orquestra genética não tem um único maestro. Em vez disso, um quarteto de moléculas trabalha em conjunto para cronometrar cada estágio de desenvolvimento. Hammell diz que este processo partilha algumas semelhanças com os relógios circadianos que controlam o comportamento humano. Compreender como o relógio do verme é regulado poderia ajudar a explicar como o tempo afeta o desenvolvimento de outros animais. Hammel explica:
“Este relógio que descobrimos define a cadência do desenvolvimento. É um coordenador da orquestra. Ele controla quando o trombone toca, quão alto fica e quanto tempo dura a nota.”
Cada etapa de C. elegans‘o desenvolvimento começa com duas proteínas, NHR-85 e NHR-23. Eles trabalham juntos para desencadear um pulso de expressão genética, ativando o microRNA lin-4, que controla os padrões de desenvolvimento de células-tronco. O tempo, a força e a duração do pulso dependem do curto trecho quando o NHR-85 e o NHR-23 interagem, e de outra proteína, a LIN-42, que termina cada período de desenvolvimento desligando o NHR-85.
“Desarrume a orquestra – ela ainda emitirá som”, diz Hammell. “Mas a forma como a música muda nos permite saber que o momento adequado é fundamental para o desenvolvimento.”
Hammell se uniu a Wolfgang Keil, do Instituto Curie de Paris, para observar esse ciclo de expressão genética em ação. C. elegans leva cerca de 50 horas para atingir a idade adulta. Durante esse tempo, está sempre em movimento, como um adolescente inquieto. A equipe desenvolveu uma nova técnica de imagem para manter o minúsculo verme no lugar por tempo suficiente para tirar fotos e gravar vídeos. Isto permitiu-lhes medir cada ritmo de desenvolvimento à medida que ocorria.
“Podemos ver cada vez que os genes são ativados desde o nascimento até a idade adulta”, diz Hammell. “Este tipo de imagem nunca tinha sido feito em animais, apenas em células individuais”.
Hammell agora está trabalhando com o professor CSHL e investigador do HHMI Leemor Joshua-Tor para imaginar como as proteínas do relógio interagem ao longo do tempo.
“Queremos descobrir, com ainda mais precisão, como funciona este relógio”, diz Hammell. “Os humanos podem fazer coisas como escrever música ou realizar cálculos, não porque tenhamos um gene para cálculo ou música, mas porque os nossos relógios de desenvolvimento permitem que o nosso cérebro se desenvolva por mais tempo e se transforme num órgão mais complexo”.
Em outras palavras, quando se trata de desenvolvimento, o tempo é verdadeiramente essencial.
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