Mesmo pequenas diferenças na rapidez com que os animais crescem durante o desenvolvimento podem resultar em grandes diferenças no tamanho do corpo adulto. No entanto, os adultos da mesma espécie são geralmente quase idênticos em tamanho. Benjamin Towbin, um pós-doc no laboratório de Grosshans que agora está na Uni Bern, descobriu um mecanismo que promove essa uniformidade de tamanho sem medir o tamanho em si. Sua pesquisa usando C. elegans mostrou que a velocidade de crescimento determina a velocidade de um relógio genético que cronometra o desenvolvimento.
Em geral, indivíduos da mesma espécie crescem até o mesmo tamanho. Essa uniformidade de tamanho é surpreendente, pois a aleatoriedade intrínseca nos processos de desenvolvimento e nas condições ambientais produz diferenças substanciais na rapidez com que os indivíduos crescem. Além disso, como o crescimento animal é muitas vezes exponencial, mesmo pequenas diferenças no crescimento podem amplificar grandes diferenças de tamanho. Como os animais, no entanto, certificam-se de atingir o tamanho correto?

Embora o controle de tamanho tenha sido amplamente estudado em micróbios unicelulares, pouco se sabe sobre como os animais multicelulares controlam seu tamanho. Benjamin Towbin, agora professor assistente da Universidade de Berna, era um especialista em controle de tamanho bacteriano quando ingressou na FMI como pós-doutorando no grupo de Helge Grosshans. Ele percebeu que a nova tecnologia de imagem ao vivo que o laboratório de Grosshans usou para registrar o desenvolvimento da lombriga C. elegans abriu novas oportunidades para estudar como os animais controlam seu tamanho.

Em um estudo publicado na Nature Communications , Towbin usou microscopia de lapso de tempo para registrar centenas de indivíduos de C. elegans desde a eclosão até a idade adulta. Towbin descobriu um mecanismo que garante a uniformidade do tamanho do corpo entre os animais individuais. O mecanismo não parece medir o tamanho por si só. Em vez disso, detecta a rapidez com que um indivíduo cresce e ajusta adequadamente o tempo após o qual esse indivíduo se torna adulto. Portanto, um indivíduo de crescimento lento atinge o mesmo tamanho de um indivíduo de crescimento rápido, pois recebe mais tempo para crescer.

Towbin mostrou que esse mecanismo ocorre acoplando a taxa de crescimento à frequência do chamado oscilador genético. O laboratório de Grosshans havia mostrado anteriormente que esse oscilador funciona como um relógio de desenvolvimento, veja a história. Após quatro oscilações, o desenvolvimento juvenil termina e os animais se tornam adultos. Sabendo disso, Towbin usou ferramentas moleculares para acelerar esse relógio. Como Towbin previu por um modelo matemático, os animais com um relógio mais rápido tornaram-se adultos mais rapidamente e eram menores em tamanho.

"O modelo matemático também mostra que uma relação inversa entre a taxa de crescimento e a frequência de oscilação não é específica dos vermes, mas uma propriedade geral dos osciladores genéticos", diz Towbin, último autor do artigo (Klement Stojanovski, gerente do laboratório da seu laboratório atual, é o primeiro autor). “O acoplamento de crescimento e desenvolvimento encontrado no verme pode, portanto, ser a base de muitos outros casos de controle de tamanho biológico”, diz ele. Por exemplo, o desenvolvimento da coluna vertebral dos vertebrados também envolve um oscilador genético, cujo acoplamento ao crescimento pode garantir o tamanho e o número corretos de vértebras.