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O artista na natureza cria maravilhas de padrões geométricos, como podem ser vistos nas asas de Drosófila moscas da fruta logo após emergirem de sua caixa pupal, que é conhecida como eclosão. Eles se dobram meticulosamente em formas estereotipadas, assim como na arte do origami de dobrar papel, inventada a partir do senso inato de consciência espacial da humanidade.
No entanto, nenhuma intervenção humana é necessária quando as asas se dobram com uma precisão incrível de acordo com o complexo projeto da natureza.
Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyoto revelou que a proteína Dumpy, um componente das matrizes extracelulares – ou ECM – é o fator chave na regulação do dobramento estereotipado, semelhante ao origami, das folhas das células das asas.
“Nossas descobertas são únicas porque revelam como sinais externos podem criar estruturas de tecidos 3D consistentes”, diz a primeira autora Alice Tsuboi, da Escola de Pós-Graduação em Bioestudos da KyotoU.
De acordo com as visões convencionais da morfogênese, os comportamentos celulares coordenados, como a divisão celular e as mudanças na forma das células, são responsáveis por moldar as camadas celulares e criar dobras, como padrões de vales montanhosos. Os pesquisadores podem naturalmente assumir que o dobramento das asas é controlado por esses comportamentos celulares.
“Acontece, no entanto, que as células das asas nunca se dividem durante o dobramento nem exibem comportamentos espacialmente distintos”, acrescenta Tsuboi.
Estas descobertas inesperadas levaram a equipe de Tsuboi a investigar se fatores externos poderiam controlar o padrão de dobramento. Usando técnicas de genética e visualização de proteínas, a equipe descobriu que Dumpy, uma proteína fibrosa da MEC, medeia a adesão das camadas celulares ao ambiente.
Além disso, a regulação espacial e temporal de Dumpy deposição e destruição garante o dobramento estereotipado da asa.
“Durante uma caminhada casual, tropecei na eclosão de uma cigarra, o que despertou meu interesse nos mecanismos morfogênicos envolvidos”, reflete Tsuboi, que viu uma oportunidade de examinar se um mecanismo baseado em ECM pode ser um meio de fabricar diversos e controláveis Dobramento de tecido 3D com comportamentos celulares coordenados.”
“Acreditamos que o próximo passo é examinar como os tecidos codificam informações posicionais na remodelação da MEC, o que pode fornecer novos insights sobre o desenvolvimento e regeneração de órgãos”, acrescenta Tsuboi.
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