Uma célula ganhou um interruptor de luz para montar o fuso da divisão e cientistas conseguiram ligar e desligar o processo
Técnica optogenética permite ativar a enzima Aurora A com luz azul e reconstruir funções dos centrossomos durante a divisão celular
Cientistas desenvolveram um interruptor molecular controlado por luz azul capaz de ativar a montagem do fuso celular, estrutura responsável pela separação dos cromossomos. Batizada de LISA, a técnica permite ligar e desligar reversivelmente a atividade da enzima Aurora A, revelando quais componentes são realmente necessários para organizar a divisão celular.
Como a técnica LISA transforma luz em um comando para dividir células?
Durante a mitose, células humanas precisam organizar os cromossomos antes de distribuí-los entre duas células-filhas. Essa tarefa depende do fuso mitótico, formado por microtúbulos que se conectam aos cromossomos e auxiliam sua movimentação em direções opostas.
Normalmente, os centrossomos coordenam a formação dessa estrutura. Cada centrossomo reúne aproximadamente 200 proteínas, tornando difícil identificar quais componentes são indispensáveis. A nova técnica oferece uma alternativa: estimular artificialmente uma enzima essencial e observar se ela consegue reconstruir parte dessa organização.
O que aconteceu quando os pesquisadores iluminaram as células?
Os experimentos demonstraram que pulsos breves de luz azul provocavam o agrupamento de moléculas da enzima Aurora A. Esses agrupamentos funcionavam como centros artificiais de organização, estimulando o crescimento de microtúbulos que posteriormente podiam formar estruturas bipolares semelhantes ao fuso normal.
O resultado mais importante apareceu em células que tiveram seus centrossomos eliminados experimentalmente. A iluminação restaurou parcialmente a organização do fuso, melhorou seu comprimento e reduziu atrasos na progressão mitótica, demonstrando que parte das funções centrossômicas poderia ser reproduzida artificialmente.
Os principais resultados identificados foram:
- Ativação reversível da enzima Aurora A;
- Formação de agrupamentos moleculares após iluminação azul;
- Produção de microtúbulos em locais artificiais;
- Recuperação parcial da organização do fuso mitótico;
- Redução de defeitos associados à ausência de centrossomos.
Como a LISA consegue ativar e desativar a enzima Aurora A?
O sistema utiliza duas proteínas vegetais sensíveis à iluminação, chamadas CRY2 e CIB1. Os pesquisadores conectaram uma delas à Aurora A, permitindo que a exposição à luz azul aproximasse diversas moléculas da enzima dentro da célula.
Essa aproximação favorece a autofosforilação da Aurora A, processo químico que ativa sua função catalítica. Quando a iluminação termina, os agrupamentos se desfazem e a ativação diminui. Entretanto, a formação eficiente de microtúbulos também depende da proteína TPX2, demonstrando que o agrupamento da enzima não funciona completamente isolado.
Como os pesquisadores demonstraram que a luz poderia substituir funções do centrossomo?
O estudo publicado na revista EMBO Reports, em 15 de setembro de 2026, foi conduzido por Vignesh Olakkal, Madhumitha Balakrishnan e Sachin Kotak, do Instituto Indiano de Ciência, em Bengaluru. A equipe desenvolveu a estratégia optogenética denominada Light-Induced Spindle Assembly.
Os cientistas trabalharam principalmente com células humanas HeLa, utilizando microscopia de fluorescência e proteínas geneticamente modificadas. Para remover os centrossomos, aplicaram centrinona durante quatro dias. Depois, compararam células iluminadas e não iluminadas, investigando a atividade enzimática, a formação dos microtúbulos e o tempo necessário para completar a mitose.
Quais componentes realmente bastam para organizar o fuso celular?
Os resultados mostraram que Aurora A pode estimular a formação de microtúbulos mesmo sem Cep192, proteína normalmente envolvida no recrutamento e na ativação da enzima nos centrossomos. Isso indica que o agrupamento espacial consegue substituir determinadas funções dessa estrutura.
Entretanto, a proteína TPX2 continuou indispensável para sustentar a atividade da Aurora A. A descoberta diferencia componentes necessários à montagem daqueles cuja função pode ser reproduzida por mecanismos artificiais, permitindo compreender melhor a organização interna das células.
| Elemento celular | Função demonstrada |
|---|---|
| Aurora A | Ativação por agrupamento luminoso |
| TPX2 | Essencial para sustentar a atividade |
| Cep192 | Dispensável no sistema artificial |
| Luz azul | Controle reversível dos agrupamentos |
Como a LISA poderá ajudar a compreender câncer e erros na divisão celular?
A Aurora A participa de processos essenciais para a estabilidade dos cromossomos, e sua atividade anormal aparece em diferentes tumores. Controlá-la com precisão permite investigar quais efeitos dependem diretamente da enzima e quais envolvem outros componentes dos centrossomos.
Apesar do potencial científico, a técnica não constitui um tratamento contra o câncer. Os resultados foram obtidos em células cultivadas e geneticamente modificadas. Estudos futuros deverão investigar outros tipos celulares, identificar novos parceiros moleculares e verificar como o controle luminoso pode esclarecer mecanismos responsáveis por divisões defeituosas.
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