Uma célula viva é uma metrópole movimentada, com inúmeras moléculas e proteínas navegando por espaços lotados em todas as direções. A divisão celular é um grande evento que transforma completamente a paisagem. A célula começa a se comportar como a anfitriã de uma competição internacional, reconfigurando ruas inteiras, realocando prédios e redirecionando seus sistemas de transporte.

Por décadas, pesquisadores foram cativados pela capacidade da célula de organizar uma transformação tão dramática. Central para o processo é o citoesqueleto de microtúbulos, uma rede de fibras que fornece suporte estrutural e facilita o movimento dentro da célula, garantindo que os cromossomos sejam corretamente segregados. Erros na divisão celular podem levar a uma ampla gama de doenças e distúrbios, incluindo câncer ou distúrbios genéticos.

No entanto, apesar de sua importância crítica, os mecanismos exatos que governam como as células reorganizam seus interiores durante a divisão celular permanecem um mistério. Como uma célula sabe quando e como reorganizar seu andaime interno? Quais são os sinais moleculares que governam essas mudanças? Quem são os principais participantes que conduzem tudo isso?

De acordo com uma nova pesquisa, algumas das mudanças se resumem a um sistema surpreendentemente simples e elegante — o acionamento de um interruptor molecular. As descobertas foram publicadas na Nature Communications por pesquisadores do Centre for Genomic Regulation em Barcelona e do Max Planck Institute of Molecular Physiology em Dortmund.

No centro da descoberta está a proteína PRC1. Durante a divisão celular, a PRC1 desempenha um papel fundamental na organização da divisão celular. Ela faz a ligação cruzada dos microtúbulos, ajudando a formar uma estrutura na região crucial onde os microtúbulos se sobrepõem e os cromossomos são separados.

Mas a PRC1 não age sozinha. Sua atividade é rigidamente controlada para garantir que os microtúbulos se reúnam no momento e no lugar certos. A proteína é controlada por meio de um processo chamado fosforilação, onde enzimas adicionam pequenas etiquetas químicas a regiões específicas em sua superfície. Essas etiquetas moleculares podem aumentar ou diminuir a atividade da PRC1.

Os pesquisadores fizeram essa descoberta desenvolvendo um novo sistema de laboratório onde podem controlar precisamente e até mesmo reverter as transições das estruturas citoesqueléticas associadas a diferentes estágios da divisão celular fora de um sistema vivo. A nova tecnologia pode ajudar os pesquisadores a estudar os mecanismos fundamentais que governam a divisão celular com maior controle e detalhes do que era possível anteriormente, e em tempo real.

"Agora podemos criar e observar filmes de um citoesqueleto em reorganização sob o microscópio, enquanto avançamos e retrocedemos rapidamente como quisermos. Este é um marco importante no campo", diz o professor de pesquisa do ICREA Thomas Surrey, autor sênior do estudo e pesquisador do Centro de Regulação Genômica em Barcelona.

O novo sistema pode eventualmente lançar luz sobre potenciais estratégias terapêuticas para condições em que a divisão celular dá errado, como o câncer. No entanto, para Surrey, as implicações do estudo são como ele inspira um senso de admiração pela sofisticação do mundo natural.

"As células são incrivelmente pequenas, mas dentro delas existe um sistema altamente organizado e muito complexo que opera com grande precisão. Com descobertas como essas, essa complexidade está começando a se desvendar", ele conclui.