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Estudo com olho de mosca revela padrões inéditos de organização celular

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Os cientistas tentaram por 50 anos visualizar o olho em desenvolvimento, segundo um dos pesquisadores que há muito tempo estuda os olhos das moscas da fruta (Foto: Reprodução/Northwestern Now)

Os cientistas tentaram por 50 anos visualizar o olho em desenvolvimento, segundo um dos pesquisadores que há muito tempo estuda os olhos das moscas da fruta (Foto: Reprodução/Northwestern Now)

Ao estudarem a capacidade das células de se organizarem em padrões específicos, pesquisadores da Northwestern University, nos Estados Unidos, descobriram que a formação do modelo envolve forças mecânicas, não apenas sinais químicos transmitidos entre células. Para isso, o foco do estudo foi o olho composto da mosca da fruta: uma rede haxagonal altamente padronizada de 800 células fotorreceptoras.

Além de demonstrar que as estruturas celulares não são estáticas como se acreditava anteriormente, essa descoberta fornece princípios para entender outros sistemas de padrões. O estudo foi publicado na quinta-feira (17) no periódico eLife.

As listas de uma zebra, nossos cílios, a espiral de sementes de um girassol e os padrões de peles de cobras são alguns exemplos da capacidade de auto-organização celular. “Existe uma constelação de padrões em todos os lugares que você olha, mas não existe um artista mestre”, disse Richard Carthew, professor de biociências moleculares no Weinberg College of Arts and Sciences, em comunicado.

Segundo ele, o propósito do estudo é entender como um padrão se forma em um corpo. “Para nossa surpresa, descobrimos que as células são empurradas e colocadas em posição com certas regras, como um jogo de xadrez.”

Estudo com olho de mosca revela padrões inéditos de organização celular (Foto: Universidade Northwestern)

Estudo com olho de mosca revela padrões inéditos de organização celular (Foto: Universidade Northwestern)

Para Madhav Mani, professor assistente na Escola de Engenharia McCormick e coautor do estudo, o trabalho auxilia na compreensão de como a vida se constrói, mas o processo ainda é misterioso. “Estudamos o olho da mosca da fruta porque é um sistema modelo e foi aproveitado para nos ensinar muito. Existem princípios de engenharia incríveis para aprender com a vida. Abordamos este estudo com a mente aberta para aprendermos algo novo sobre automontagem”, afirmou.

Kevin Gallagher, doutorando em biociência molecular e autor principal do artigo, afirma que, com as ferramentas personalizadas, os pesquisadores viram algo inédito – uma visão dinâmica do desenvolvimento do olho. “O fato de as células estarem mudando de local foi uma surpresa completa. O que vimos não se encaixava no paradigma histórico.”

A equipe multidisciplinar desenvolveu técnicas para criar imagens ao vivo e analisar a dinâmica de automontagem do olho. Os pesquisadores identificaram que a dinâmica e a força mecânicas corretas, junto com a genética e as moléculas bioquímicas, orquestram a bioengenharia que a mosca realiza.

Além da imagem ao vivo, em que o olho foi mantido vivo fora do corpo da mosca, o sucesso do estudo dependeu de uma ferramenta computacional que Gallagher construiu para identificar e rastrear cada célula. Isso permitiu que os pesquisadores vissem para onde cada célula vai durante um período de 10 horas.

Por 50 anos os cientistas tentaram visualizar o olho em desenvolvimento. Segundo Carthew, somente ao assistir a um filme em tempo real é que se entende o que ocorre. “Kevin é a primeira pessoa a conseguir isso”, comemora. As descobertas da pesquisa podem ser usadas em bioengenharia para fazer sensores visuais sintéticos, além de ajudar os cientistas a entender melhor como os padrões se formam na natureza.