Pesquisadores descobrem mecanismo para movimentos de vesículas de curta distância
Um modelo que ilustra o transporte direcional de vesículas de curta distância por meio de separação de fases:um diagrama esquemático (superior) representando o transporte regulado de vesículas de um compartimento ("subcompartimento A") para outro compartimento ("subcompartimento B") através de um compartimento de transição via separação de fases e um modelo(inferior) resumindo o transporte SV mediado por Pclo do pool de reserva para o pool prontamente liberável em resposta ao aumento da concentração de Ca2+ nos botões pré-sinápticos. Crédito:HKUST Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST) lançaram uma nova luz sobre o mecanismo de como as vesículas se movem em curtas distâncias dentro de partes específicas da célula, uma área não compreendida pelos cientistas.
As vesículas são pequenos recipientes celulares que desempenham uma variedade de funções, inclusive ajudando a mover materiais, como proteínas, lipídios e outros componentes celulares, que um organismo precisa para sobreviver e reciclar resíduos.
Além de usar motores moleculares para transporte de longa distância, as células também precisam mover vesículas por curtas distâncias dentro de partes específicas da célula. Mas os mecanismos exatos para este transporte de curta distância continuam a ser um tema de investigação entre os cientistas.
Para enfrentar este desafio, uma equipe de pesquisa da Divisão de Ciências da Vida da HKUST, liderada pelo estudante de doutorado Sr. Qiu Hua e pelo bolsista de pós-doutorado da RGC Dr. HKUST, e o Prof. Wu Zhenguo, Professor de Ciências da Vida da HKUST, concentraram sua investigação no movimento das vesículas sinápticas (SVs). Eles descobriram que a separação de proteínas específicas associadas a essas vesículas permite que elas se movam de forma controlada entre diferentes regiões da célula.
Especificamente, uma grande proteína chamada Piccolo, que forma espirais, pode capturar SVs de uma área chamada pool de reserva e colocá-los em outra área chamada zona ativa em resposta aos sinais de cálcio.
Eles também descobriram que outra proteína chamada TFG ajuda a mover vesículas do retículo endoplasmático (RE) para outra estrutura celular chamada compartimento intermediário ER-Golgi, usando um processo semelhante de separação de fases.
Suas descobertas sugerem que a separação de fases pode ser uma forma comum de as células regularem o movimento de vesículas em curtas distâncias em direções específicas.
O estudo, intitulado "Transporte de vesículas de curta distância via separação de fases", foi publicado recentemente na revista Cell.
Nas células, as vesículas precisam se mover em direções específicas para atender a diversas necessidades. Para distâncias maiores entre diferentes partes da célula, eles dependem de motores moleculares ligados à estrutura estrutural da célula, chamados citoesqueleto.
No entanto, em áreas menores da célula, as vesículas também precisam se deslocar por curtas distâncias. Por exemplo, no aparelho de Golgi, que processa e classifica proteínas, as vesículas movem-se rapidamente por distâncias de apenas algumas centenas de nanômetros. Da mesma forma, nos terminais das células nervosas, as vesículas sinápticas deslocam-se rapidamente dos locais de armazenamento para os locais de libertação ao longo de distâncias de várias centenas de nanómetros, cronometradas com precisão para a libertação do neurotransmissor.
Em contraste com o transporte de vesículas de longa distância, muito pouco se sabe sobre como os movimentos direcionais locais das vesículas são alcançados nas células, exceto que se sabe que não envolvem motores moleculares.
Crucialmente, este estudo identifica alguns dos processos ativos nas células que ajudam as vesículas a se moverem localmente em curtas distâncias em direções específicas.
“Nosso estudo demonstra que o transporte direcional e de curta distância de vesículas pode ocorrer por meio da separação de fases de vesículas com condensados proteicos, sem o envolvimento de motores moleculares, o que pode ser adotado em diversas outras situações dentro do campo mais amplo da biologia celular. Uma direção futura importante é expandir nossa descoberta desse novo mecanismo de transporte de vesículas na sinapse para outros processos celulares que são mais comumente estudados", disse o Dr. Wu.
