Todo organismo vivo expressa finas protrusões celulares conhecidas como cílios. Os flagelados precisam deles para se mover, lombrigas para encontrar comida, e os espermatozoides se movem em direção ao óvulo. Os cílios formam finos pêlos protetores nos pulmões e desempenham um papel crucial na diferenciação de órgãos em embriões. Uma equipe de pesquisa da Universidade Técnica de Munique (TUM) reconstruiu agora o complexo de proteínas responsável pelo transporte dentro dos cílios, que desempenha um papel decisivo no seu funcionamento.

Essas excrescências de células eucarióticas até mesmo garantem que o coração humano vá parar no lugar certo - os cílios controlam o desenvolvimento dos órgãos do feto em crescimento. "Essa multifuncionalidade é absolutamente fascinante, "diz o Dr. Zeynep Ökten, biofísico do Departamento de Física da Universidade Técnica de Munique.

Somente nos últimos anos a importância dos cílios para a transdução de sinal foi reconhecida. "A data, sabemos muito pouco sobre quais processos bioquímicos controlam as várias funções. Isso torna a compreensão dos mecanismos básicos ainda mais importante, "diz o cientista.

O cientista segura uma placa de vidro com capilares cheios de líquido até a luz. Não há muito para ver - apenas um líquido transparente. Somente sob um microscópio de fluorescência o movimento dos compostos marcados com corante se torna visível como pontos verdes, todos se esforçando em uma direção. Como se estivesse em uma rodovia, as proteínas de transporte migram ao longo dos finos canais dos cílios. Mas a forma como esses motores são acionados permaneceu um mistério até agora. É por isso que Zeynep Ökten e sua equipe decidiram reconstruir o complexo de proteínas.

Os blocos de construção do complexo proteico derivam do organismo modelo do nemátodo Caenorhabditis elegans. Ele usa seus cílios para encontrar comida e detectar perigos. Os biólogos já identificaram dezenas de proteínas que afetam a função dos cílios dos nematóides.

"Aqui, a abordagem clássica de cima para baixo atinge seus limites porque muitos blocos de construção estão envolvidos, "explica Ökten." Para entender o transporte intra-flagelar, IFT para abreviar, nós, portanto, tomamos a abordagem oposta, estudar proteínas individuais e suas interações de baixo para cima. "

A agulha em um palheiro de proteína

O trabalho lembrava a proverbial busca pela agulha em um palheiro. Uma variedade de compostos moleculares foi questionada. Após meses de experimentação, os pesquisadores encontraram uma combinação mínima de quatro proteínas. Assim que essas proteínas se fundem em um complexo, eles começam a migrar através dos capilares do portador de amostra.

"Quando vimos as imagens do microscópio de fluorescência, sabíamos imediatamente:agora encontramos as peças do quebra-cabeça que dão partida no motor, "lembra Ökten." Se apenas um desses componentes estiver faltando, devido a um defeito genético, por exemplo, o maquinário irá falhar - o que, por causa da importância dos cílios, se reflete em uma longa lista de doenças graves. "