p Pesquisadores da North Carolina State University descobriram que a difusão desempenha um papel inesperado na diferenciação celular durante os primeiros estágios de desenvolvimento nos embriões de Drosophila, ou moscas de fruta. Em vez de espalhar um sinal molecular, verificou-se que a difusão, facilitado por meio de uma molécula transportadora, realmente concentra o sinal em um só lugar. Este mecanismo de "difusão facilitada" já foi encontrado em outros sistemas, e a nova descoberta indica que pode ser mais difundido do que se pensava anteriormente. p O desenvolvimento da Drosophila ocorre rapidamente, com apenas 24 horas desde o momento da fertilização até a larva emergir do ovo. Para este estudo, pesquisadores focaram em uma janela de desenvolvimento de duas horas, do início da segunda hora ao final da terceira hora. No início desta fase, o embrião consiste em uma grande célula, com aproximadamente 500 núcleos ao redor da gema. Ao final da terceira hora, o embrião consiste em cerca de 8, 000 células nucleadas - ainda em torno da gema.

p "Estes 8, 000 células estão começando a se diferenciar - algumas estão se tornando neurônios, enquanto outras serão células da pele, e assim por diante, "diz Greg Reeves, professor assistente de engenharia química e biomolecular na NC State e autor correspondente de um artigo sobre o trabalho. "O que observamos é como o embrião em desenvolvimento envia sinais a todas essas células para que saibam se diferenciar."

p Durante os primeiros estágios de desenvolvimento, os embriões transmitem sinais às células ao longo de dois gradientes que são basicamente latitudinais e longitudinais. A combinação de ambos os sinais diz às células em que elas se desenvolverão. Em questão neste artigo estão os sinais de gradiente dorsal, que são fatores de transcrição. Fatores de transcrição são proteínas que se ligam ao DNA em um núcleo e regulam a expressão gênica. Como os núcleos neste estágio de desenvolvimento não são separados por paredes celulares, essas proteínas dorsais podem se deslocar facilmente de um lugar para outro ao longo da periferia do embrião.

p Mas essas proteínas dorsais são mantidas inativas por uma proteína inibidora chamada Cactus, que se liga a Dorsal - formando um complexo Dorsal-Cactus que não pode entrar em um núcleo.

p Para fazer seu trabalho, As proteínas dorsais dependem das proteínas Toll, que desencadeia uma cascata que degrada as proteínas dorsais dos cactos para entrar no núcleo e se ligar ao DNA. E proteínas Toll, por sua vez, só começam a fazer seu trabalho ao longo do lado ventral do embrião.

p Essa descrição tem sido a explicação de longa data de como esse processo funciona - mas Reeves e sua equipe agora mostraram que isso é muito mais do que isso.

p Nesse caso, os pesquisadores descobriram que a difusão desempenha um papel fundamental - mas não necessariamente o papel que eles estavam antecipando.

p "Usualmente, o sinal começa em um lugar, então se difunde para criar o gradiente, "Reeves explica." O que acontece aqui é essencialmente o oposto disso. "

p Especificamente, como Toll degrada o Cacto, permitindo que Dorsal entre nos núcleos, isso cria um desequilíbrio:há mais complexos Dorsal-Cactus em um lado do embrião do que no outro. Isso faz com que os complexos Dorsal-Cactus adicionais migrem para o lado ventral - via difusão - em uma tentativa de restaurar o equilíbrio.

p "O efeito líquido do processo é que mais Dorsais são depositados no lado ventral, "Reeves diz." Cactus não é apenas um inibidor, como pensamos anteriormente, também serve como portador.

p "A vantagem desse mecanismo de difusão facilitado é que ele efetivamente amplifica o sinal das proteínas dorsais, "Reeves diz.

p E em embriões com escassez de proteínas dorsais, o mecanismo também concentra Dorsal na área onde é mais importante - aumentando a probabilidade de que o embrião seja viável.

p "Este mecanismo de difusão foi encontrado anteriormente em sapos e outros sistemas independentes, "Reeves diz." Portanto, encontrá-lo aqui sugere que pode ser mais prevalente do que pensávamos. E se for predominante na natureza, que pode indicar uma eficiência que pode informar o desenvolvimento de técnicas que podem ser usadas para aplicações como a entrega de medicamentos. Seria um longo caminho, mas vale a pena investigar. "

p O papel, "Um mecanismo de difusão facilitado estabelece o gradiente Drosophila Dorsal, "é publicado na revista Desenvolvimento .