Antes dos dias de mensagens de texto e e-mails rotineiros, se vocêquisesse se comunicar com um amigo, poderia ter personalizado e montado uma carta física. Da mesma forma, as células individuais de nosso corpo se comunicam enviando "cartas" personalizadas - não com papel e caneta, mas na forma de protea­nas chamadas ligantes.

Pesquisadores do laboratório do professor de biologia Angelike Stathopoulos estudam como decodificar a linguagem dos ligantes para entender a comunicação celular. Agora, eles descobriram novas ideias sobre como as células usam um ligante especa­fico para coordenar o desenvolvimento embriona¡rio.

Um artigo descrevendo o estudo foi publicado na revista Current Biology em 1º de julho.

A equipe usa a mosca da fruta aparentemente simples, Drosophila melanogaster , como um sistema modelo para estudar o ba¡sico da sinalização celular. Enquanto vertebrados como humanos utilizam 22 ligantes diferentes da familia de protea­nas FGF (Fibroblast Growth Factor) para enviar sinais, Drosophila usa apenas três. Estranhamente, as células podem usar o mesmo ligante para enviar uma variedade de mensagens diferentes - para dizer uma a  outra para se movimentar, crescer ou morrer, por exemplo - e não estãoclaro como o mesmo ligante pode codificar instruções tão diferentes.

A equipe se concentrou em um dos três ligantes de Drosophila , chamado FGF Pyramus, e estudou a sinalização em embriaµes de Drosophila com cerca de três a cinco horas de idade (as moscas levam cerca de 24 horas para se desenvolverem totalmente). Liderada pelos estudiosos do pa³s-doutorado Vincent Stepanik e Jingjing Sun, a equipe estudou a sequaªncia do FGF Pyramus em detalhes e depois fez modificações genanãticas na protea­na para observar os efeitos resultantes nos embriaµes de Drosophila .

Usando uma combinação de abordagens in vitro na cultura de células e estudos in vivo no embria£o da mosca da fruta, Stepanik descobriu que a protea­na Pyramus do FGF possui dois componentes estruturais anteriormente não descobertos. A primeira regia£o, chamada doma­nio transmembranar, atua como uma corda física para impedir que um sinal fique muito longe da canãlula de envio; isso garante que uma mensagem seja concentrada e enviada apenas para células próximas. A outra regia£o atua para silenciar a mensagem; uma canãlula de envio deve cortar esta regia£o antes que possa se comunicar com o ligante Pyramus. Essa sequaªncia reguladora, chamada degron, écapaz de sintonizar a intensidade do sinal enviado regulando os na­veis do ligante Pyramus.

A equipe também descobriu que um pedaço de Pyramus fica para trás na canãlula que estãoenviando a mensagem, como manter um recibo. Surpreendentemente, essa parte que fica para trás também influencia o comportamento da canãlula remetente em um processo chamado sinalização reversa.

"Uma canãlula libera uma mensagem do lado de fora, que outras células vizinhas recebem e depois modificam seu comportamento, mas parte da mensagem também fica para trás para influenciar o comportamento da canãlula que envia. Foi inesperado descobrir que um sinal tem dois efeitos", diz Stathopoulos .

Sun descobriu que a parte da mensagem de Pyramus deixada para trás influencia especificamente a polaridade da canãlula ou sua orientação. a‰ possí­vel que essa porção da protea­na atue como um mecanismo de feedback para garantir que o Pyramus liberado fora das células seja colocado na direção certa, no lado em direção a s células receptoras e não em todas as direções. Esse processo éimportante para direcionar os arranjos espaciais necessa¡rios para a construção de tecidos complexos.

Este trabalho foi realizado em embriaµes jovens de Drosophila para determinar o papel do FGF Pyramus naquele esta¡gio especa­fico do desenvolvimento, mas sabe-se que o Pyramus também codifica mensagens diferentes em diferentes esta¡gios. As descobertas da equipe sobre os doma­nios varia¡veis ​​de Pyramus e sua capacidade de realizar sinalização reversa mostram que a protea­na écomo um canivete suiço da maneira que permite que uma canãlula utilize o mesmo ligante para uma variedade de propósitos.

Stathopoulos descobriu o FGF Pyramus e um ligante semelhante, chamado FGF Thisbe, em 2004, enquanto pa³s-doutorado na UC Berkeley. Devido ao seu papel no desenvolvimento adequado do coração, ela nomeou os ligantes em homenagem aos amantes de coração partido do mito grego de Pira¢mus e Thisbe, um conto precursor de Romeu e Julieta . Os dois ligantes são conservados evolutivamente, o que significa que organismos tão simples quanto Drosophila e tão complexos quanto os humanos os utilizam para sinalização celular.

O artigo éintitulado "O FGF Pyramus possui um doma­nio transmembranar e uma função auta´noma de células na polaridade ". Stepanik e Sun são co-primeiros autores. O financiamento foi fornecido pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela American Cancer Society e pelo Chen Director's Award do Tianqiao e Chrissy Chen Institute for Neuroscience at Caltech. Stathopoulos éum membro do corpo docente afiliado do Instituto Tianqiao e Chrissy Chen de Neurociaªncia da Caltech .