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Pesquisadores do Centro de Regulação Genômica (CRG) descobriram como as proteínas funcionam em conjunto para regular a “esteira”, um mecanismo usado pela rede de microtúbulos dentro das células para garantir a divisão celular adequada. As descobertas são publicadas hoje no Jornal de Biologia Celular.
Os microtúbulos são longos tubos feitos de proteínas que servem como infraestrutura para conectar diferentes regiões dentro de uma célula. Os microtúbulos também são essenciais para a divisão celular, onde são componentes-chave do fuso, a estrutura que se liga aos cromossomos e os separa em cada nova célula.
Para que o fuso funcione corretamente, as células dependem de microtúbulos para funcionarem como uma “esteira”. Isso envolve uma extremidade do microtúbulo (conhecida como extremidade negativa) para perder componentes enquanto a outra (extremidade positiva) adiciona componentes. O efeito é semelhante ao de uma esteira rolante de esteira, onde os microtúbulos parecem estar se movendo continuamente sem alterar seu comprimento total.
A esteira é crucial para a divisão celular. “A teoria mais provável é que a esteira ajuda a célula a regular suas ligações aos cromossomos, mantendo a tensão. Como os microtúbulos geralmente crescem a partir de suas extremidades positivas, essa tensão pode ser fornecida pelo encolhimento constante das extremidades negativas”, explica o Dr. co-primeiro autor do estudo.
Apesar do papel central da esteira na biologia celular, a forma como o processo é regulado permaneceu um mistério – até agora. Os autores do estudo utilizaram várias proteínas isoladas conhecidas por desempenharem um papel central na biologia dos microtúbulos, reunindo-as num tubo de ensaio e visualizando-as ao microscópio.
Descobriu-se que três proteínas são críticas para regular a esteira: KIF2A, uma proteína pertencente a uma família maior de proteínas que desmantela os microtúbulos, o complexo do anel γ-tubulina (γ-TuRC), uma estrutura a partir da qual os microtúbulos crescem, e espastina, um enzima que atua como uma tesoura cortando os microtúbulos.
“A família de proteínas que desmantela os microtúbulos geralmente mordisca os microtúbulos em ambas as extremidades. Ficamos surpresos ao descobrir que um membro desta família – KIF2A – tem uma forte preferência pelas extremidades negativas. Essa especialização é exatamente o que os pesquisadores têm procurado para explicar por que os microtúbulos se movem no fuso”, explica o Dr. Thomas Surrey, autor sênior do estudo e pesquisador do Centro de Regulação Genômica.
Antes que o KIF2A possa morder a extremidade negativa, ele precisa superar o yTuRC, que atua como uma tampa de segurança. “A enzima espastina é necessária para libertar os microtúbulos da tampa de segurança para que o KIF2A possa fazer o seu trabalho assim que os microtúbulos mais as extremidades tenham crescido o suficiente”, explica a Dra. Cláudia Brito, co-autora do estudo. Os pesquisadores descobriram que o controle correto da esteira requer a ação coordenada das três proteínas. Embora o estudo não se traduza diretamente em caminhos terapêuticos, ele acrescenta outra peça ao intrincado quebra-cabeça da função e divisão celular. “Os humanos começam como uma única célula que deve se desenvolver em muitos trilhões de células, todas contendo boas cópias do genoma. É incrível e importante que esse processo funcione de forma extremamente confiável, por isso adicionamos uma pequena peça do quebra-cabeça na compreensão do mecanismo geral. “, conclui o Dr. Henkin.
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