p Como as células se movem em uma determinada direção no corpo - vá até o local da ferida e repare, por exemplo, ou caçar bactérias infecciosas e matá-las? p Dois novos estudos do Laboratório Biológico Marinho (MBL) mostram como as células respondem às forças internas quando se orientam, Ganhar força, e migrar em uma direção específica. A pesquisa, que começou como um projeto de estudante no Curso de Fisiologia do MBL e foi desenvolvido no MBL Whitman Center, é publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e esta semana em Nature Communications .

p Ambos os artigos se concentram na ativação de integrinas, proteínas que permitem que as células se liguem ao seu ambiente externo e respondam aos sinais vindos de outras células. As integrinas são proteínas transmembrana:parte fica na superfície da célula e parte fica dentro da célula. Usando um microscópio inventado no MBL, os autores mostraram que quando as integrinas se desenrolam da superfície celular e se ligam extracelularmente, eles se alinham simultaneamente na mesma direção que uma força dentro da célula (fluxo retrógrado de actina).

p "Se você pensa em uma célula como um carro, o fluxo de actina é o motor, "diz Clare Waterman, um cientista do Whitman Center do National Heart, Lung and Blood Institute. "A célula pode ficar aí, em marcha lenta seu motor. Mas quando as integrinas se ativam e se ligam externamente, são como pneus batendo na estrada, proporcionando atrito. O motor entra em marcha e o carro se move. "

p Timothy Springer, da Harvard University, que co-descobriu a família de proteínas integrinas na década de 1980 e definiu amplamente seu mecanismo de ativação, e Satyajit prefeito do Centro Nacional de Ciências Biológicas, Bangalore, foram os principais colaboradores de Waterman no projeto.

p A equipe usou um microscópio de luz polarizada de fluorescência desenvolvido pelo cientista associado Tomomi Tani da MBL e o ex-cientista Shalin Mehta (agora no Chan Zuckerberg Biohub) para medir - em tempo real e com alta precisão - a orientação das integrinas na superfície da célula.

p "É notável que você possa fazer isso com um microscópio, "Springer diz." Não conheço nenhum outro exemplo em que as pessoas tenham medido a orientação de uma molécula da superfície celular. "

p Existem 24 tipos diferentes de integrinas encontradas nas células humanas. O artigo PNAS estuda uma integrina em células de fibroblastos enquanto o Nature Communications papel analisa uma integrina nos glóbulos brancos.

p "As duas integrinas em que trabalhamos eram tão estruturalmente diferentes quanto se pode imaginar na família das integrinas, "diz Springer, ainda ambos os tipos, quando ativado, orientado em uma direção ditada pelo fluxo intracelular de actina.

p "Esta é uma pesquisa básica realmente bonita, "Springer diz." Embora soubéssemos muito sobre integrinas altamente purificadas em solução, esta pesquisa nos dá informações específicas sobre seu estado de ativação nas células vivas. "

p Waterman estava co-dirigindo o Curso de Fisiologia MBL quando ela iniciou esta pesquisa com um grupo de alunos, incluindo Vinay Swaminathan e Pontus Nordenfelt. Depois que o curso terminou, a equipe adicionou membros, incluindo Joseph Mathew Kalappurakkal e Travis I. Moore, e continuou a colaborar no MBL Whitman Center com o apoio de um prêmio Lillie Research Innovation Award da University of Chicago e do MBL.

p “O MBL é conhecido por sua capacidade de reunir equipes científicas com profunda expertise interdisciplinar por meio da comunicação que flui entre seus cursos avançados, seus cientistas residentes, e o Whitman Center, "diz David Mark Welch, MBL Diretor de Pesquisa. "Nesse caso, cientistas perspicazes com habilidades muito diferentes - biólogos celulares, desenvolvedores de microscópio, cientistas computacionais, modeladores moleculares, químicos de proteínas - sinergizados para revelar um driver fundamentalmente importante da migração celular. "