Pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), em Nova York (EUA), descobriram um organismo microscópico capaz de se transformar num “supergigante” canibal. Ele altera drasticamente seu tamanho, forma e comportamento, abandonando a alimentação por filtração para caçar e consumir seus parentes.
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O estudo, publicado na capa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), mostra como organismos unicelulares são capazes de se desenvolverem de forma complexa e regulada, algo que os cientistas estudaram principalmente em animais multicelulares.
Pesquisadores descobrem célula que caça seus semelhantes
O organismo, Euplotes gigatrox, é uma espécie coletada na ilha caribenha de Curaçao, num sistema de filtragem de água do mar. Em populações clonais desses organismos, nas quais as células compartilham o mesmo DNA, um pequeno número de células pode se desenvolver espontaneamente em supergigantes. Elas têm mais do que o dobro do comprimento das células normais, com um corpo mais largo e uma “boca” maior.
Em vez de se alimentarem de bactérias por filtração, como fazem as células normais, as supergigantes se tornam predadoras, atropelando parentes clonais menores para capturá-los e engoli-los inteiros, a uma taxa de aproximadamente uma presa a cada dez minutos.
“Trata-se de uma única célula fazendo algo que geralmente associamos ao desenvolvimento de animais”, disse o principal autor do estudo, Ben T. Larson, em comunicado.
Célula de Euplotes gigatrox, visualizada num microscópio – Imagem: Ben Larson e Samuel Lord/RPI
“Isso amplia nossa compreensão do que os organismos unicelulares são capazes de fazer e nos dá um novo sistema para investigar como as células controlam sua forma e função”, acrescentou o Ph.D. e professor assistente do Departamento de Ciências Biológicas do RPI.
A mudança comportamental vai além da simples alimentação. Células normais caminham sobre superfícies e nadam graciosamente em trajetórias helicoidais em fluidos. As supergigantes apenas caminham, movendo-se em trajetórias circulares adequadas para caçar presas que rastejam na superfície. E rolam desajeitadamente em vez de nadar quando deslocadas de uma superfície.
“A formação de supergigantes representa uma compensação”, disse Larson. “Essas células se tornam melhores caçadoras, mas piores nadadoras, mudando seu nicho trófico de se alimentarem de bactérias para explorar um tipo de presa completamente diferente.”
Estágio de desenvolvimento regulado
Para investigar a base molecular da transformação, a equipe sequenciou transcriptomas de células individuais de células normais, supergigantes e células que haviam recentemente revertido do estado de supergigante.
Os resultados mostraram que as supergigantes representam um estágio de desenvolvimento transcricionalmente distinto, com diferenças generalizadas na expressão gênica, incluindo regulação do ciclo celular, produção de proteínas e organização da membrana.
Imagem ilustrativa comparando tamanho de célula normal e de célula supergigante canibal – Imagem: Pedro Spadoni via Gemini/Olhar DigitalContinua após a publicidade
As células que revertem do estado de supergigante também apresentam uma assinatura molecular distinta, que parece suprimir temporariamente as vias que impulsionam a transformação.
Populações iniciadas a partir de células recentemente revertidas produziram novas supergigantes mais lentamente e com menor frequência geral do que populações iniciadas a partir de células normais, independentemente das condições externas.
Novo modelo para investigar diferenciação celular
A formação de supergigantes tende a ocorrer quando as populações transitam do crescimento rápido para a fase estacionária, particularmente quando as pequenas presas não são muito abundantes. E elas persistem apenas enquanto as pequenas presas permanecerem escassas e as grandes presas (células normais) estiverem presentes.
As células supergigantes nunca ultrapassam cerca de 5% da população. Isso está de acordo com uma estratégia de diversificação de riscos, na qual uma pequena fração das células se desloca para explorar um recurso diferente.
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As descobertas fornecem uma nova estrutura para o estudo do desenvolvimento em organismos unicelulares, que devem executar as funções de uma célula e de um organismo inteiro numa única membrana.
“A maior parte do que sabemos sobre desenvolvimento vem de animais”, disse Larson. “Agora temos um sistema no qual podemos estudar essas mesmas questões fundamentais, à medida que processos de desenvolvimento análogos ocorrem num organismo unicelular num ramo completamente diferente da árvore da vida.”
Pedro Spadoni
Pedro Spadoni é jornalista formado pela Universidade Metodista de Piracicaba. Já escreveu para sites, revistas e jornal.
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Conteúdo reproduzido originalmente em: Olhar Digital por Pedro Spadoni
