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Em nova pesquisa revisada por pares publicada em 3 de novembrord2022 em Comunicações da Natureza, Emily Spaulding, PhD. e Dustin Updike, PhD. revelam o homólogo de uma proteína humana bem conhecida, Nucleolin, na pequena e transparente lombriga, C. elegans.
A nucleolina está ligada à doença neurodegenerativa humana e ao câncer. Mas a nova descoberta desafia as teorias recentes do papel que as estruturas dentro do núcleo podem desempenhar em tais distúrbios – e apresenta uma nova ferramenta poderosa para pesquisar a função da Nucleolina e como ela contribui para a doença.
“A nucleolina é uma proteína multifuncional conservada em muitos animais, plantas e fungos, mas anteriormente considerada ausente em nematóides”, diz Spaulding, pós-doutorando no laboratório Updike no Laboratório Biológico Mount Desert Island. “Também está associado à ELA familiar e à doença de Alzheimer, e a disfunção nucleolar geral está ligada à neurodegeneração”.
Sua identificação do homólogo de Nucleolin (chamado NUCL-1) estabelece C. elegans como uma nova plataforma de descoberta para funções neuronais de Nucleolin e a genética da neurodegeneração relacionada.
A nucleolina é encontrada principalmente no nucléolo, a fábrica dentro do núcleo de uma célula onde os ribossomos são montados. Ao contrário de muitas outras organelas ligadas à membrana dentro das células, o nucléolo se comporta como uma grande gota de líquido, também chamada de condensado.
Os condensados se formam através da separação de fases líquido-líquido. Alguns imaginam bolhas de diferentes densidades se formando dentro de uma lâmpada de lava, mas exatamente como isso é alcançado em células vivas não está claro. O trabalho de Spaulding e Updike mostra que NUCL-1 é necessário para a separação de fases no nucléolo de C. elegans.
Surpreendentemente, interrompendo a separação de fases na linha germinativa não teve efeito sobre a saúde ou fertilidade
Como a lombriga é especialmente adequada para microscopia in vivo que permite observações próximas de proteínas endógenas dentro de animais vivos, as descobertas podem mudar a maneira como os cientistas pensam sobre a caracterização de condensados como o nucléolo.
“C. elegans‘ transparência nos permite fazer imagens de super-resolução, o que nos permite ver a subestrutura nucleolar em um animal vivo “, diz Spaulding. “Eu nunca vi imagens como esta em outro lugar.”
Spaulding compara o nucléolo a um Tootsie Pop. “Tem camadas de dentro para fora”, diz ela. “Algumas proteínas estão localizadas na camada mais interna, e algumas proteínas estão localizadas na camada mais externa. E acredita-se que cada uma dessas camadas represente uma etapa na biogênese do ribossomo.”
O significado biológico da subestrutura condensada ainda está em questão; argumentos recentes sustentam que a organização espacial precisa e em camadas do nucléolo é essencial para a produção de ribossomos. Mas os cientistas do MDIBL observaram que, ao remover um domínio de proteína chave de NUCL-1 em C. elegans rompeu a arquitetura nucleolar dentro das células reprodutivas, os vermes mutantes ainda se desenvolveram normalmente e produziram descendentes normais.
“Percebemos que o nucléolo perdeu sua bela subestrutura quando tiramos o domínio, mas os vermes estavam totalmente bem”, diz ela. “Isso foi uma surpresa e está sugerindo que talvez essa organização precisa em camadas não seja tão importante quanto pensávamos para a função nucleolar. .”
“Será algo que realmente impactará o campo da separação de fases, porque muitas das conclusões tiradas podem estar incorretas”, diz Updike. “Os resultados devem ser de grande interesse e vão desencadear novos caminhos de estudo nas áreas de separação de fases, estrutura e função nucleolar e doença humana associada à Nucleolina”.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Laboratório Biológico MDI. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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