O início da vida está envolto em mistério. Embora a intrincada dinâmica da mitose seja bem estudada nas chamadas células somáticas – as células que têm uma função especializada, como as células da pele e dos músculos – elas permanecem indefinidas nas primeiras células do nosso corpo, as células embrionárias. A mitose embrionária é notoriamente difícil de estudar em vertebrados, uma vez que as análises funcionais ao vivo e as imagens de embriões experimentais são tecnicamente limitadas, o que torna difícil rastrear células durante a embriogênese.



No entanto, pesquisadores da Unidade de Dinâmica de Divisão Celular do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) publicaram um artigo na Nature Communications , juntamente com os professores Toshiya Nishimura da Universidade de Hokkaido (anteriormente na Universidade de Nagoya), Minoru Tanaka da Universidade de Nagoya, Satoshi Ansai da Universidade de Tohoku (atualmente na Universidade de Kyoto) e Masato T. Kanemaki do Instituto Nacional de Genética.

O estudo dá os primeiros passos importantes para responder a questões sobre a mitose embrionária, graças a uma combinação de novas técnicas de imagem, tecnologia de edição de genoma CRISPR/Cas9, um sistema moderno de eliminação de proteínas e medaka, ou peixe de arroz japonês (Oryzias latipes).

Os timelapses que produziram ajudam a responder a questões fundamentais sobre o intrincado processo de divisão igual dos cromossomas durante a mitose embrionária e, simultaneamente, traçar a próxima fronteira da exploração científica. Como o professor Tomomi Kiyomitsu, autor sênior do estudo, descreve os lapsos de tempo, dizendo:“Eles são lindos, tanto por si só quanto porque estabelecem uma nova base para elucidar a mitose embrionária”.

Central para o mistério da mitose embrionária é o passo crucial quando os cromossomos, que contêm toda a informação genética da célula, são alinhados e segregados igualmente em células-filhas. Um elemento-chave neste processo é o fuso mitótico, que é feito de microtúbulos – longas fibras proteicas usadas para estrutura e transporte intracelular – que irradiam de pólos opostos do fuso e se ligam aos cromossomos no meio. O fuso captura os cromossomos duplicados de maneira adequada e os segrega igualmente nas células-filhas durante a divisão.

Existem muitos fatores que determinam a formação do fuso, e um deles é a proteína Ran-GTP, que desempenha um papel essencial na divisão celular das células reprodutivas femininas, que não possuem centrossomas – organelas celulares responsáveis ​​pela montagem de microtúbulos – mas não em pequenas células somáticas. que possuem centrossomas. No entanto, há muito tempo não está claro se o Ran-GTP é necessário para a montagem do fuso em embriões iniciais de vertebrados, que contêm centrossomas, mas possuem características únicas, como um tamanho celular maior.

Em contraste com os embriões iniciais de mamíferos, as células embrionárias dos peixes são transparentes e desenvolvem-se sincronicamente numa folha uniforme de camada unicelular, o que as torna significativamente mais fáceis de rastrear. O medaka revelou-se particularmente adequado para os investigadores, uma vez que estes peixes toleram uma ampla gama de temperaturas, produzem ovos diariamente e têm um genoma relativamente pequeno.