Na fertilização, o embrião herda informação genética e estruturas celulares essenciais da mãe e do pai. No entanto, os centríolos – estruturas responsáveis pela divisão celular e pelo movimento dos flagelos -, são trazidos apenas pelo espermatozoide e assim herdados do nosso pai. O óvulo perde os seus centríolos aquando da sua formação. Esta diferença era conhecida desde o início do século passado, mas a sua importância para a fertilidade foi um enigma até agora.
Uma equipa liderada por Mónica Bettencourt-Dias, no Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal) resolveu este mistério, lançando luz sobre um mecanismo cuja falha resulta em infertilidade e que pode ter implicações mais vastas no funcionamento de muitos outros tipos de células.
Os resultados deste estudo, agora publicado na prestigiada revista científica Science, mostram que os centríolos têm normalmente um revestimento que os protege e este revestimento é perdido no interior do ovócito, a célula precursora do óvulo, levando à eliminação dos centríolos. Quando os centríolos não são eliminados, as mães são inférteis.
“O mecanismo pelo qual os centríolos desaparecem nos ovócitos de todos os animais era uma incógnita e ao mesmo tempo paradoxal, uma vez que se pensava que estas estruturas eram excecionalmente estáveis” diz Mónica Bettencourt-Dias.
Utilizando a mosca da fruta (Drosophila melanogaster), como uma ferramenta experimental para estudar este processo, Ana Marques e Inês Bento, investigadoras da equipa, viram que os centríolos são eliminados em etapas. Em primeiro lugar, perdem o seu revestimento e só depois desaparecem. Viram também que a perda do revestimento do centríolo é desencadeada pela perda de um regulador importante destas estruturas, uma proteína de nome polo.
“Surpreendentemente, foi suficiente manter a polo para manter o revestimento dos centríolos e evitar a sua eliminação no ovócito. Algo que ninguém tinha sido capaz de fazer antes”, diz Ana Marques.
A relevância para a reprodução sexual da perda dos centríolos no ovócito também não era conhecida. “Quando artificialmente mantivemos os centríolos da mãe, o embrião resultante tinha centríolos em número excessivo (maternos e paternos), resultando em divisões celulares anormais e desenvolvimento abortado, demostrando assim que a eliminação dos centríolos da mãe é essencial para a reprodução sexual”, diz Inês Bento.
Este estudo tem implicações mais vastas. “É provável que este mecanismo de ligar/desligar os centríolos possa afetar muitas das funções destas estruturas incluindo a formação e regeneração de vários tecidos, e que possa estar alterado em doenças como o cancro”, acrescenta Mónica Bettencourt-Dias.
Este estudo foi realizado no Instituto Gulbenkian de Ciência e financiado pela Organização Europeia de Biologia Molecular (EMBO), Conselho Europeu de Investigação (ERC) e Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT; Portugal).
Referência do artigo:
Ana Pimenta-Marques, Inês Bento, Carla A.M. Lopes, Paulo Duarte, Swadhin Jana, Mónica Bettencourt-Dias. (2016) “A mechanism for elimination of the female gamete centrosome in Drosophila melanogaster“, Science. In press doi: 10.1126/science.aaf4866 – http://science.sciencemag.org/content/early/2016/05/25/science.aaf4866
Autora: Ana Mena (Comunicação de Ciência – IGC)
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