Notícia com publicação científica
Pesquisa descobre como as células conseguem manter a estabilidade de seus níveis de proteínas
Descoberta pode esclarecer como o corpo humano permanece resiliente mesmo quando oferta de nutrientes e outros recursos varia bastante

Dr. Benjamin Martin, EPFL

Fibroblastos cultivados expressando um marcador fluorescente no núcleo

30 de dezembro de 2025, 14:45

Fonte

Nik Papageorgiou, EPFL

Publicação Original

Escola Politécnica Federal de Lausanne

Áreas

Biologia, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Metabolismo, Microbiologia, Proteômica

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Resumo

Usando uma proteína fluorescente especial que muda de cor com o tempo, pesquisadores da EPFL, na Suíça, mapearam como as células de mamíferos coordenam a produção e a remoção de proteínas.

No estudo, os cientistas mediram a degradação ativa de proteínas e a diluição de proteínas à medida que as células crescem e se dividem, e compararam essas medições às simulações usando um modelo matemático que prevê que se a produção de proteínas diminui, a célula também degrada menos.

Em todas as condições testadas, os dados se ajustaram ao modelo: quando a síntese de proteínas diminuiu, a eliminação de proteínas também diminuiu. Isso é o que os cientistas chamam de ‘adaptação passiva’, um processo que ajuda as células a manterem níveis de proteína mais seguros, apesar das flutuações nos recursos.

Foco do Estudo

Avançar na compreensão sobre a estabilidade dos níveis de proteínas nas células.

Por que é importante?

Todas as células dependem de proteínas para seu bom funcionamento. Essas proteínas são produzidas dentro da célula a partir de aminoácidos, mas não podem simplesmente se acumular indefinidamente. Uma vez que cumprem sua função ou são danificadas, a célula precisa eliminá-las.

As células fazem isso degradando as proteínas e reciclando-as. Mas esses processos contínuos e vitais de produção e remoção de proteínas exigem energia e coordenação, e a célula precisa constantemente encontrar o equilíbrio certo entre os dois processos.

Quando recursos como aminoácidos ou a capacidade da célula de produzir proteínas flutuam — por exemplo, após a alimentação, durante o estresse ou na presença de certos medicamentos — esse equilíbrio pode se alterar. Mesmo assim, as células ainda precisam manter seus níveis de proteínas dentro de uma faixa segura.

Isso levanta uma questão: como as células ajustam a remoção de proteínas quando a produção de proteínas muda? Os cientistas sabem que os dois processos, produção e remoção de proteínas, estão interligados. Mas falta o conhecimento sobre como eles são inter-relacionados em tempo real.

Estudo

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. David Suter, professor da Escola de Ciências da Vida da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, mapeou como as células de mamíferos coordenam a produção e a remoção de proteínas.

“Descobrimos uma propriedade universal das células de mamíferos: sua capacidade de ajustar parcialmente as taxas de eliminação de proteínas às mudanças nas taxas de síntese de proteínas, principalmente por meio de um mecanismo que chamamos de Adaptação Passiva”, explicou o professor David Suter.

Para estudar como as células lidam com mudanças na produção de proteínas, os pesquisadores usaram uma proteína fluorescente especial que muda de cor com o tempo. Isso possibilitou rastrear a velocidade com que novas proteínas eram produzidas e a velocidade com que as mais antigas eram removidas em células vivas individuais.

A pesquisa foi publicada na revista científica Cell Systems e teve como primeiros autores o Dr. Michael Shoujie Sun e o Dr. Benjamin Martin, também pesquisadores da Escola de Ciências da Vida da EPFL.

As células estão constantemente sujeitas a flutuações nos recursos que governam a síntese de proteínas. Se as taxas de síntese de proteínas diminuírem em 50%, nossas células encolherão em 50%, a menos que as taxas de eliminação de proteínas também diminuam

Dr. David Suter, professor da Escola de Ciências da Vida da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL)

Resultados

Ao analisar as mudanças de cor da proteína fluorescente, a equipe mediu dois processos: a degradação ativa de proteínas e a diluição de proteínas à medida que as células crescem e se dividem.

Em seguida, os cientistas compararam essas medições às simulações de um modelo matemático que previa que, se a produção de proteínas diminui, a célula também produz menos componentes de sua maquinaria de degradação, o que retarda a eliminação de proteínas.

Em todas as condições testadas, os dados se ajustaram ao modelo: quando a síntese de proteínas diminuiu, a eliminação de proteínas diminuiu o suficiente para compensar parcialmente. Isso é o que os cientistas chamam de ‘adaptação passiva’, um processo que ajuda as células a manterem níveis de proteína mais seguros, apesar das flutuações nos recursos.

O mesmo comportamento foi observado mesmo em células que não foram afetadas por fatores externos, mostrando que essa é uma estratégia natural e cotidiana.

Mas ao examinar células-tronco embrionárias de camundongos, a equipe descobriu uma camada extra de proteção. Essas células ativavam uma via de sinalização de nutrientes chamada mTOR quando a síntese proteica diminuía. Essa resposta aumentava a capacidade de síntese proteica e reduzia ainda mais a degradação proteica, permitindo que as células mantivessem seus níveis de proteína quase perfeitamente estáveis.

“Mesmo que as taxas de síntese proteica diminuam em 50%, [as células-tronco embrionárias de camundongos] mantêm níveis de proteína quase perfeitamente constantes”, afirmou o professor David Suter.

O estudo esclarece como as células protegem seu equilíbrio proteico durante mudanças na disponibilidade de nutrientes, no desenvolvimento ou em situações de estresse. Também oferece informações sobre como os cientistas interpretam as medições de estabilidade de proteínas e como as células embrionárias iniciais mantêm sua resiliência.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. David Suter

Professor da Escola de Ciências da Vida da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL)

Dr. Michael Shoujie Sun

Pesquisador da Escola de Ciências da Vida da EPFL

Dr. Benjamin Martin

Pesquisador da Escola de Ciências da Vida da EPFL

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Cell Systems (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Escola Politécnica Federal de Lausanne (em inglês).

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