Pesquisadores da EMBL Heidelberg mostraram que a transição de líquido para sólido é importante para a função de organelas sem membrana.
O termo "transição de fase" pode inicialmente evocar imagens de derretimento de gelo ou condensação de vapor de água em um copo frio. Na biologia, a transição de fase desempenha um papel em processos como a formação de bicamada lipídica ou a separação espontânea de gotículas de proteína. Em um artigo recente publicado na Cell , os grupos Ephrussi e Mahamid no EMBL Heidelberg mostraram agora como as transições de fase em gotículas de proteína-RNA podem influenciar sua função biológica.

Para regular as muitas funções celulares dentro de um organismo, os processos bioquímicos dentro das células individuais devem ser regulados com precisão no tempo e no espaço. Enquanto organelas como o núcleo ou o retículo endoplasmático são envolvidas por membranas e, assim, separam fisicamente certas reações e processos de outras, o espaço celular também contém uma classe diferente de organelas sem membranas, chamadas de condensados. Como suas contrapartes ligadas à membrana, os condensados ​​controlam funções específicas dentro de uma célula.

Em seu último estudo, os cientistas do EMBL se concentraram em um mRNA específico, oskar, e seu papel no desenvolvimento embrionário no organismo modelo Drosophila melanogaster (mosca da fruta). No ovo da mosca da fruta em desenvolvimento, o mRNA oskar deve se localizar em uma posição específica dentro da célula para estabelecer as bases para o desenvolvimento do futuro embrião. oskar mRNA é encontrado em grânulos de ribonucleoproteína (RNP) que contêm proteínas ligadas ao RNA. Estes são um exemplo de condensados ​​sem membrana. O que os pesquisadores do EMBL conseguiram mostrar agora é que esses grânulos têm propriedades semelhantes a sólidos no ovo em desenvolvimento da mosca da fruta.

"Os condensados ​​são normalmente considerados líquidos. Mas descobrimos que um estado sólido de grânulos de oskar RNP é crucial para a localização e função do mRNA de oskar", explicou Mainak Bose, pós-doutorando nos grupos Ephrussi e Mahamid, e primeiro autor do estudo. "Quando projetamos geneticamente os grânulos em oócitos de Drosophila para serem semelhantes a líquidos, isso resultou em uma infinidade de defeitos nos embriões em desenvolvimento".

Esses achados demonstram a importância das propriedades físicas dos condensados ​​para suas funções fisiológicas, algo que até agora se acreditava ser governado apenas por suas propriedades bioquímicas. "Our work highlights how interactions and properties at the molecular level govern the biophysical properties and functions of condensates on the cellular and even organismal scale," concluded Bose. + Explorar mais

Endoplasmic reticulum found to contact at least two membraneless compartments and influence their behavior