Uma nova vida literalmente surge, pelo menos sob microscopia de fluorescência. Naquele momento, quando o espermatozóide toca o óvulo, bilhões de átomos de zinco se inflamam em suas superfícies agora unidas.
Este fenômeno espetacular, mas minúsculo, foi testemunhado pela primeira vez na fertilização humana em 2016.
“Foi notável”, disse a pesquisadora médica Teresa Woodruff, da Northwestern University, na época. “Nós descobrimos a centelha de zinco há apenas cinco anos no camundongo, e ver o zinco irradiar em uma explosão de cada óvulo humano foi de tirar o fôlego.” (Woodruff está agora na Michigan State University.)
Agora, os pesquisadores descobriram que essa química da concepção pode ser uma característica conservada da fertilização em vertebrados ou animais com coluna vertebral.
Assim como em humanos e camundongos (Mus musculus), esses fogos de artifício de zinco foram observados em ovos fertilizados de macacos e vacas (Bos taurus). E um novo estudo acabou de testemunhar essa explosão de zinco na rã africana com garras (Xenopus laevis), também, o que significa que o fenômeno é pelo menos tão antigo quanto quando as rãs e os ancestrais mamíferos se separaram dos caminhos evolutivos, cerca de 300 milhões de anos atrás.
À medida que o zinco explode em um ovo em estudo, ele se liga a rótulos moleculares em uma reação que faz com que eles fiquem fluorescentes em um lampejo de luz sob um microscópio de fluorescência (como visto acima).
O bioquímico do noroeste John Seeler e seus colegas escolheram observar essas faíscas bioquímicas na rã africana com garras por causa de seu tamanho e abundância.
“O diâmetro dos ovos do Xenopus é 15 vezes maior do que o dos ovos do rato, permitindo um estudo mais aprofundado da dinâmica do efluxo de zinco”, escreveu a equipe em seu artigo.
Usando uma poderosa tecnologia de imagem, como microscopia de fluorescência de raios-X e microscopia eletrônica, a equipe interdisciplinar foi capaz de ver como os ovos armazenavam zinco em compartimentos microscópicos de armazenamento ao longo de sua superfície. Eles mediram que essas vesículas de armazenamento têm 10 vezes o zinco encontrado no resto do ovo – prontas para explodir em resposta à fertilização.
Os pesquisadores também detectaram uma grande liberação de manganês junto com o zinco nos ovos das rãs, o que não foi visto em nenhum dos outros animais. Eles agora esperam verificar os níveis de manganês em ratos.
“Muitas vezes pensamos nos genes como fatores reguladores chave, mas nosso trabalho mostrou que átomos como zinco e manganês são essenciais para as primeiras etapas do desenvolvimento após a fertilização”, disse Woodruff sobre o novo estudo.
Pesquisas em ratos indicam que o zinco flutuante serve a vários propósitos. Ele muda o ciclo celular no óvulo de meiótico – envolvendo a divisão celular que resulta em células sexuais com apenas meio conjunto de cromossomos – para mitótico – que produz células com um conjunto completo de cromossomos. Isso permite que o ovo comece a se desenvolver em um embrião.
O zinco também cria um bloqueio fisiológico para impedir que outros espermatozoides entrem na festa. O mesmo parece ser verdadeiro para o manganês, pois Seeler e a equipe mostraram que ambos os elementos inibem a fertilização quando estão próximos ao ovo.
O tamanho das faíscas de zinco também revela a qualidade do embrião resultante, um indicador incrivelmente útil para fertilização in vitro (FIV).
“Este trabalho pode ajudar a informar nossa compreensão da interação entre o nível de zinco na dieta e a fertilidade humana”, disse o biólogo molecular Thomas O’Halloran da Michigan State University. “[Isso apóia] uma imagem emergente de que os metais de transição são usados pelas células para regular algumas das primeiras decisões na vida de um organismo.”
Publicado em 19/07/2021 08h40
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