Pesquisadores da TU Delft e do instituto NWO AMOLF descobriram como certas ligações moleculares tornam as células vivas tanto flexíveis, para se mover, quanto fortes, para resistir às forças. Paradoxalmente, verifica-se que essas ligações sensíveis à força são fracas e inativas na maioria das vezes, mas viajam para lugares específicos onde e quando as células são danificadas. Esta descoberta foi publicada em Nature Materials .
As proteínas de ligação de captura molecular podem ser encontradas em muitos tecidos diferentes, tanto dentro como entre as células. Essas ligações se desfazem regularmente, como acontece com a maioria das ligações biológicas, mas elas têm uma propriedade peculiar:se você puxar com força uma ligação de captura, ela na verdade começa a se unir mais. Os pesquisadores descobriram que essa habilidade fortalece o material em locais específicos onde o vínculo experimenta estresse. A descoberta é um avanço, 20 anos após a primeira descoberta de tais ligações. Além disso, isso marca a primeira vez que os pesquisadores testemunharam ligações de captura trabalhando juntas em materiais biológicos.

Tanto flexível quanto forte

O ex-pesquisador da AMOLF Yuval Mulla explica que "geralmente definimos o quão forte algo é de duas maneiras:um material pode se deformar bem - esticar muito longe sem quebrar, como borracha - ou o material pode suportar muita força, por exemplo, um tijolo; embora seja forte, só pode esticar um pouco antes de quebrar. Estudando a natureza das ligações de captura, descobrimos que essas ligações moleculares eram capazes de fazer as duas coisas:ser flexíveis e fortes, mesmo que suas ligações moleculares fossem fracas. E então consideramos:as ligações de captura explicariam por que as células vivas combinam a elasticidade da borracha com a força de um tijolo?"

Para testar essas ideias, os pesquisadores mediram as propriedades mecânicas das redes citoesqueléticas que reconstituíram em laboratório, colaborando com o grupo de Biofísica para puxar ligações simples. Eles descobriram que muitos dos laços estão apenas flutuando, ligando-se brevemente apenas para soltar novamente. No entanto, quando os pesquisadores deformaram as redes, descobriram que muitas ligações viajam para locais particularmente danificados para se ligarem. Mulla diz que "porque os laços de captura se acumulam em pontos fracos quando e onde são necessários para tornar a rede muito forte".

Relação com doenças

O estudo incluiu uma versão mutante da mesma proteína, que é conhecida por ocorrer com uma doença genética que leva à insuficiência renal. Ao contrário de um vínculo de captura regular, os pesquisadores descobriram que essa versão mutante estava sempre ativa. Essa força de ligação aumentada dificulta a movimentação do mutante, mas, paradoxalmente, também torna as redes mais fracas, pois as ligações não se acumulam onde necessário, diz o líder do grupo Gijsje Koenderink:"Ao entender melhor a proteína mutante, no futuro nós também pode entender o processo de insuficiência renal. Além disso, esperamos entender como as ligações de captura desempenham um papel na forma como as células cancerosas são invasivas."

Perspectiva material sobre a vida

O grupo de pesquisa do professor Koenderink da Delft University of Technology está interessado principalmente nas propriedades materiais da matéria viva. Um tema central em seu grupo é o fato de que células e tecidos vivos precisam ser dinâmicos e flexíveis, mas também fortes:"Esta propriedade é diferente de qualquer material sintético que conhecemos", diz Koenderink. "Nossa ambição é aprender novos princípios de design de materiais vivos para fazer materiais sintéticos que podem ser flexíveis e fortes ao mesmo tempo. Na verdade, estamos trabalhando atualmente em conjunto com químicos e biofísicos como Sander Tans na AMOLF para tentar fazer tais ligações de captura sintéticas." + Explorar mais

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