Cientistas ficaram surpresos ao descobrir que um sistema molecular em cianobactérias, micróbios ancestrais que foram cruciais para a oxigenação da Terra e o surgimento da vida complexa, foi evolutivamente reprogramado. Em vez de sua função original de separar o DNA, o sistema agora atua como uma estrutura que define a forma da célula, funcionando como um esqueleto celular.
A Evolução de um Sistema de DNA
Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), em colaboração com instituições do Uruguai, Alemanha e Suíça, identificaram que em espécies como a Anabaena sp. PCC 7120, um sistema conhecido como ParMR, tradicionalmente associado à segregação de plasmídeos (elementos genéticos móveis), foi incorporado aos cromossomos. A surpresa veio quando Benjamin Springstein, pós-doutorando no grupo de Martin Loose, percebeu que o sistema não estava mais se ligando ao DNA, mas sim a membranas lipídicas, especialmente a membrana interna da célula.
Um Novo Papel: Moldando a Célula
O componente ParM, em vez de formar estruturas no citoplasma para mover DNA, cria redes de filamentos proteicos logo abaixo da membrana interna. Essa rede se assemelha a um córtex celular, atuando como um esqueleto que organiza a estrutura da célula. Experimentos realizados fora das células vivas, com componentes purificados, demonstraram que esses filamentos exibem instabilidade dinâmica, crescendo e colapsando de maneira semelhante aos microtúbulos em células mais complexas. A análise por criomicroscopia eletrônica revelou que esses filamentos são bipolares, capazes de crescer e encolher em ambas as extremidades.
A Confirmação: Perda de Forma Celular
A função real do sistema foi confirmada quando ele foi removido de células vivas de Anabaena. As células que não possuíam o sistema perderam sua forma retangular característica, tornando-se arredondadas e inchadas. Essa alteração é típica de quando genes responsáveis pela manutenção da forma celular são desativados em outras bactérias, reforçando a ideia de que o sistema, agora renomeado CorMR, tem como principal função o controle da estrutura celular, e não a distribuição de DNA. A análise bioinformática sugere que essa transformação evolutiva ocorreu gradualmente, com o sistema migrando para o cromossomo, alterando sua estrutura e desenvolvendo a capacidade de se ligar às membranas.