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Ilustração 3D de um tardígrado
Por Redação SciAdvances
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Os tardígrados são microanimais invertebrados que apresentam altíssima resistência a condições extremas de temperatura, pressão, radiação ou mesmo de privação de água ou alimentos.
Aliás, a capacidade de resistir a condições extremas de desidratação é uma característica bem própria dos tardígrados, já que esta pode ser uma condição fatal para os outros animais.
Quando um tardígrado fica sujeito à falta extrema de água, uma proteína viabiliza a formação de estruturas protetoras em suas células para manter sua integridade estrutural. Quando o tardígrado volta a consumir água, essas estruturas são dissolvidas para que as células voltem a funcionar normalmente.
Portanto, conhecer a proteína envolvida nesse processo e seu mecanismo de ação pode ajudar a desenvolver tecnologia que preserve materiais biológicos e células sintéticas em condições desafiadoras relacionadas à hidratação, como durante o transporte de medicamentos sensíveis.
Pesquisadores da Universidade de Michigan e da Universidade de Chicago, nos EUA, identificaram uma proteína encontrada apenas em tardígrados que permite sua sobrevivência à desidratação extrema.
A pesquisa permitiu avançar na identificação e no conhecimento sobre a proteína, chamada proteína citoplasmática abundante e solúvel em calor (CAHS12), incluindo seus mecanismos de ação.
O Dr. Andrew Ferguson, professor de Engenharia Molecular da Universidade de Chicago e coautor sênior do estudo, explicou que, através da modelagem molecular, a equipe de pesquisa conseguiu mostrar por que e como a proteína CAHS12 consegue proteger as células.
O estudo foi publicado na revista científica Nature Communications.
Simulações mostraram que, quando uma célula sofre desidratação, as proteínas CAHS12 se alinham próximas à membrana celular, formando um gel tridimensional que estabiliza tanto a superfície da célula quanto seu interior.
Para constatar a eficácia desse mecanismo, os pesquisadores criaram células sintéticas contendo a proteína CAHS12 e as submeteram a um processo de desidratação e reidratação. Então, eles puderam confirmar que a maquinaria interna da célula conseguiu sobreviver à condição extrema de desidratação, mantendo sua capacidade de ler o DNA e produzir proteínas.
Segundo o Dr. Allen Liu, professor de Engenharia Mecânica e Engenharia Biomédica da Universidade de Michigan, a proteína CAHS12 não apenas protege a membrana, mas também preserva o conteúdo interno da célula, mantendo sua atividade biológica.
Simulações computacionais realizadas por Jianming Mao, doutorando em Química na Universidade de Chicago e coautor do estudo, também mostraram como as proteínas se auto-organizam e formam a matriz de gel que sustenta a célula durante a desidratação, esclarecendo também o que acontece com a proteína durante a desidratação, por quanto tempo a proteína interage com a membrana celular e o que essas interações provocam na célula.
Esse novo conhecimento poderá ajudar pesquisadores a projetar proteínas sintéticas que possam preservar materiais biológicos durante uma condição de desidratação, bem como recuperar sua condição original quando a hidratação voltar, como acontece com os tardígrados.
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Publicação
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
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