p A bactéria E.coli, um residente muito comum nos intestinos das pessoas, tem a forma de uma pequena haste com cerca de 3 micrômetros de comprimento. Pela primeira vez, cientistas do Instituto de Nanociência Kavli da Universidade de Delft descobriram uma maneira de usar a nanotecnologia para cultivar bactérias E. coli vivas em formas muito diferentes:quadrados, triângulos, círculos, e até mesmo como letras soletrando 'TU Delft'. Eles também conseguiram desenvolver E.coli superdimensionada com um volume trinta vezes maior do que o normal. Essas bactérias vivas de formas estranhas permitem estudos da distribuição interna de proteínas e DNA de maneiras totalmente novas. p Nesta semana Nature Nanotechnology , os cientistas descrevem como essas bactérias projetadas sob medida ainda conseguem localizar perfeitamente "o meio de si mesmas" para sua divisão celular. Eles fazem isso usando proteínas que detectam a forma da célula, baseado em um princípio matemático proposto pelo pioneiro da computação Alan Turing em 1953.

p Divisão celular

p "Se as células não podem se dividir adequadamente, a vida biológica não seria possível. As células precisam distribuir seu volume celular e materiais genéticos igualmente em suas células filhas para proliferar. ", diz o prof. Cees Dekker, "É fascinante que mesmo um organismo unicelular saiba como se dividir com muita precisão. A distribuição de certas proteínas na célula é a chave para regular isso, mas como exatamente essas proteínas fazem isso? "

p Turing

p Como exemplifica o trabalho do cientista de Delft, a chave aqui é um processo descoberto pelo famoso Alan Turing em 1953. Embora Turing seja mais conhecido por seu papel em decifrar a máquina de codificação Enigma e o Teste de Turing, o impacto de sua "teoria da reação-difusão" na biologia pode ser ainda mais espetacular. Ele previu como os padrões no espaço e no tempo emergem como resultado de apenas duas interações moleculares - explicando, por exemplo, como uma zebra obtém suas listras, ou como uma mão de embrião desenvolve cinco dedos.

p MinD e MinE

p Esse processo de Turing também atua com proteínas dentro de uma única célula, para regular a divisão celular. Uma célula de E. coli usa dois tipos de proteínas, conhecido como MinD e MinE, que se ligam e desassociam repetidamente na superfície interna da bactéria, oscilando assim para frente e para trás de pólo a pólo dentro da bactéria a cada minuto. "Isso resulta em uma concentração média baixa da proteína no meio e altas concentrações nas extremidades, que conduz a máquina de divisão para o centro da célula ", diz o estudante de doutorado Fabai Wu, quem executou os experimentos. "Como mostram nossos experimentos, os padrões de Turing permitem que a bactéria determine seus eixos de simetria e seu centro. Isso se aplica a muitas formas de células bacterianas que projetamos sob medida, como quadrados, triângulos e retângulos de vários tamanhos. Para se divertir, nós até fizemos letras 'TUDelft' e 'TURING'. Usando simulações de computador, descobrimos que as habilidades de detecção de forma são causadas por simples interações do tipo Turing entre as proteínas. "

p Controle espacial para construção de células sintéticas

p "Descobrir esse processo não é apenas vital para nossa compreensão da divisão celular bacteriana - que é importante no desenvolvimento de novas estratégias para antibióticos. Mas a abordagem provavelmente também será frutífera para descobrir como as células distribuem outros sistemas vitais dentro de uma célula, como cromossomos ", diz Cees Dekker. "O objetivo final da nossa pesquisa é ser capaz de construir completamente uma célula viva a partir de componentes artificiais, já que essa é a única maneira de realmente entender como a vida funciona. Compreender a divisão celular - tanto o processo que realmente separa a célula em duas filhas quanto a parte que regula espacialmente esse mecanismo - é uma parte importante disso. "

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