image: Formação de “ásteres”, induzidos por PLK4, em redor dos centríolos. view more
Credit: Zitouni Sihem e Susana Montenegro Gouveia (IGC).
Nas nossas células existem pequenas estruturas, chamadas centríolos, que controlam tanto a divisão celular como a mobilidade. O número destas estruturas na célula é altamente controlado, sendo que desvios a este número estão frequentemente associados a infertilidade, microcefalia e cancro. Mas como é que as células sabem que fornecem o número certo de centríolos às suas filhas? Fazem-no copiando estas estruturas uma só vez, de forma a que cada filha herde uma das cópias. Uma equipa de investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC; Portugal), liderada por Mónica Bettencourt-Dias, descobriu agora o mecanismo através do qual as células fazem apenas uma cópia dos centríolos antes de os distribuir pelas filhas. Este estudo foi agora publicado na última edição da revista científica Current Biology*.
Quando uma célula se divide em duas, as suas estruturas têm que duplicar, de forma a que cada nova célula receba os componentes certos e se assemelhe à célula inicial. Embora já se saiba bastante sobre a regulação da duplicação do material genético, o mecanismo pelo qual a célula garante que os centríolos são copiados apenas uma vez permanecia ainda um mistério. A equipa de Bettencourt Dias abordou esta questão, focando-se na molécula-chave que funciona como um gatilho para a formação dos centríolos, a proteína PLK4, que foi recentemente identificada também pela equipa. "Nós descobrimos que este gatilho só funciona antes dos centríolos serem formados. Alguma coisa na célula previne PLK4 de atuar noutras alturas, garantindo assim que o número certo de centríolos seja formado na altura certa", diz Zitouni Sihem, co-primeira autora neste estudo.
A equipa de investigação, em colaboração com cientistas da Alemanha, EUA, Japão e França, investigaram o que é que estava a prevenir o gatilho de atuar noutras alturas. "Através de estudos moleculares e bioquímicos, descobrimos que uma proteína chave do relógio da divisão celular, CDK1, inibe a atividade de PLK4 através do rapto do seu parceiro (STIL). Como consequência, PLK4 só pode começar a formar centríolos num período específico do ciclo celular, quando CDK1 não está presente", explica Zitouni Sihem. Os investigadores perceberam assim como é que estes dois eventos que se sabia estarem sincronizados, o relógio do ciclo celular e a formação de centríolos, comunicam entre si para se coordenarem, garantindo que as células-filha sejam iguais às mães.
Mónica Bettencourt-Dias acrescenta: "Estou muito orgulhosa deste artigo. Nós sabíamos que o relógio do ciclo celular e a formação de centríolos tinham que estar interligados, caso contrário como é que as células garantiam que se formava o número certo de cópias? Este é o primeiro elo de ligação que mostra a forma como a maquinaria do ciclo celular regula o gatilho da biogénese dos centríolos, garantindo que o número certo de centríolos se forma na altura certa, o que é fundamental para o normal funcionamento da célula."
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Este estudo foi realizado em colaboração com investigadores do European Molecular Biology Laboratory (Alemanha), National Institute of Genetics (Japão), Johns Hopkins University School of medicine (EUA) e Institut de Biologie de l'ENS (IBENS), Inserm e CNRS (França). O trabalho foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Portugal), European Molecular Biology Organization (EMBO) e European Research Council (ERC).
* Zitouni, S., Francia, M. E., Leal, F., Gouveia, S. M., Nabais, C., Duarte, P., Gilberto, S., Brito, D., Moyer, T., Kandels-Lewis, S., Ohta, M., Kitagawa, D., Holland, A. J., Karsenti, E., Lorca, T., Lince-Faria, M., Bettencourt-Dias, M. (2016) CDK1 prevents unscheduled PLK4-STIL complex 1 assembly in centriole biogenesis. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2016.03.055.
Journal
Current Biology