doi.org/10.1371/journal.pone.0295062
Credibilidade: 999
#Tardígrado
Mudanças químicas no aminoácido cisteína desencadeiam o que é chamado de estado “tun”
Pesquisadores descobriram um sensor molecular que diz aos tardígrados que é hora de se fortalecerem.
Os minúsculos animais de oito patas, também conhecidos como ursos d’água ou leitões de musgo, são quase invencíveis quando dormentes. Quando os tempos ficam difíceis, os invertebrados microscópicos enrolam-se numa bola chamada tun. Eles contraem as pernas, descartam água, transformam seu interior em vidro e retardam seu metabolismo a níveis imperceptíveis . Nesse estado, os tardígrados são capazes de resistir à secagem completa, viagens ao espaço, raios X e outros insultos extremos, mas não são totalmente à prova de balas .
“Os tardígrados não são extremófilos, são extremamente tolerantes”, diz Derrick Kolling, químico da Universidade Marshall em Huntington, W.Va.
Mudanças químicas chamadas oxidação do aminoácido cisteína desencadeiam o estado de tun, descobriram Kolling e colegas. A reversão desse processo de oxidação tira os tardígrados da dormência, informou a equipe em 17 de janeiro no PLOS One.
Os cientistas há muito que se perguntam o que leva à entrada e saída dos tardígrados do estado tun, diz Hans Ramløv, fisiologista comparativo da Universidade de Roskilde, na Dinamarca, que não esteve envolvido no estudo. Saber que a oxidação da cisteína é a chave é “inspirador”, mas também “é um pouco irritante para mim, porque sempre afirmei que a transformação era passiva, e agora posso ver que definitivamente não é passiva”.
A descoberta ajuda a explicar alguns aspectos da biologia dos ursos aquáticos, e talvez de outros organismos que entram em animação suspensa, quando o metabolismo cai para zero e os animais estão essencialmente mortos, diz Ramløv. Por exemplo, os tardígrados têm um metabolismo muito elevado quando emergem da dormência. Isso pode ocorrer porque eles estão revertendo ativamente a oxidação da cisteína e reparando os danos causados pela oxidação, diz ele. Mas permanece uma questão fundamental. “Obviamente não explica como você pode parar o metabolismo e morrer e reiniciar o metabolismo e viver.”
O projeto surgiu “por capricho”, diz Kolling. “Estávamos curiosos sobre os tardígrados. Eles têm aparecido bastante nos noticiários. Então ele disse ao seu laboratório: “tardígrados são fáceis de conseguir. Vamos pegar alguns e colocá-los em um instrumento que temos aqui.” Esse instrumento era um espectrômetro EPR. Os cientistas o usam para estudar átomos e moléculas que possuem elétrons desemparelhados.
Usando o instrumento, Kolling e colegas observaram que, à medida que os tardígrados de Hypsibius exemplaris entravam no estado tun, os níveis de superóxidos disparavam. Superóxidos são moléculas de oxigênio às quais foi adicionado um elétron, deixando um elétron desemparelhado e pronto para reagir com outros átomos e moléculas. Os produtos químicos instáveis, às vezes chamados de espécies reativas de oxigênio ou radicais livres, podem danificar proteínas e outros componentes das células.
Mas os superóxidos também podem ser usados para enviar sinais, diz Leslie Hicks, química da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill. Seu laboratório se uniu ao de Kolling para decifrar o que estava acontecendo com os tardígrados. Um dos primeiros passos dos investigadores foi expor os tardígrados a um tipo de stress que normalmente não enfrentariam.
“Vamos jogar água oxigenada nos ursos e ver se eles conseguem formar tonéis como resultado desse estresse”, lembra Hicks de ter dito a seus colegas. A equipe testou várias concentrações de peróxido de hidrogênio, um poderoso produto químico oxidante. Com certeza, os tardígrados entraram em modo tun em peróxido de hidrogênio diluído. A remoção do peróxido de hidrogênio acordou a água novamente. Isso disse aos pesquisadores que a oxidação era um sinal importante para entrar e sair da dormência.
Aprofundando ainda mais, Hicks e colegas examinaram a oxidação da cisteína, um dos aminoácidos que constituem as proteínas dos seres vivos. A exposição ao peróxido de hidrogênio ou outros produtos químicos instáveis pode causar alterações químicas na cisteína, algumas reversíveis e outras não. Por sua vez, essas alterações podem alterar a estrutura e a atividade enzimática das proteínas.
O bloqueio da oxidação da cisteína evitou que os tardígrados formassem tonéis desencadeados pela exposição a altos níveis de sal ou açúcar, descobriu a equipe. O bloqueio da oxidação da cisteína também eliminou a capacidade dos tardígrados de sobreviver ao congelamento, embora os pequenos animais resilientes não formem tonéis quando congelados. Isso sugere que a oxidação da cisteína pode ser um elemento importante nos mecanismos de sobrevivência de todos os ursos d’água, diz Hicks.
Os investigadores não testaram a secagem, diz Kazuharu Arakawa, biólogo de sistemas da Universidade Keio em Fujisawa, Japão, não envolvido no estudo. Ele está curioso para descobrir se outras espécies de tardígrados que podem tolerar a secagem sem formar tonéis também dependem da oxidação. A oxidação também pode ser importante para outras espécies não relacionadas aos tardígrados, diz Arakawa. Por exemplo, outros investigadores demonstraram que a oxidação é importante para que alguns mosquitos sobrevivam à secagem.
Publicado em 23/01/2024 15h02
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