ALICANTE 12 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe do Instituto de Neurociências (IN), um centro conjunto do Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) e da Universidad Miguel Hernández (UMH), revelou como é formado o halterium, uma estrutura fundamental para o voo das moscas.
Esse pequeno órgão, localizado atrás das asas principais, atua como um giroscópio biológico, ajudando o inseto a se estabilizar no ar. O estudo foi publicado na revista 'Current Biology', conforme relatado pela IN em um comunicado.
A pesquisa foi liderada por José Carlos Pastor Pareja, diretor do Laboratório de Arquitetura Celular e Tecidual no Sistema Nervoso do Instituto de Neurociências, e demonstrou que, ao contrário do que se pensava, "o halterion não é uma estrutura oca, mas suas duas superfícies estão internamente conectadas por meio de um sofisticado sistema celular que estabiliza sua forma arredondada".
Como explica o Pastor Pareja, "essa estrutura é um sistema de estabilização que lembra os suportes arquitetônicos: sem essas conexões internas, o halterium se alonga e perde sua forma, como uma tenda sem tensores".
Durante o processo conhecido como metamorfose da mosca, a passagem da larva para o adulto, as asas e os halteres se desenvolvem a partir de uma fina camada de células. No caso dos halteres, a equipe descobriu que uma matriz extracelular rica em colágeno que separa os dois lados dos halteres é degradada primeiro. Essa degradação permite a formação de projeções celulares que conectam as duas superfícies por meio de uma matriz com outra proteína, a laminina, formando uma espécie de estrutura interna.
Essas conexões atuam como tensores biológicos, resistindo a forças que, de outra forma, deformariam o órgão. Quando esse sistema falha, como nos modelos geneticamente modificados de mosca-das-frutas ('Drosophila melanogaster') da equipe, o haltere perde sua forma arredondada, que é fundamental para sua função.
Além disso, o estudo revela que o haltere está sob "tensão constante": uma força que puxa sua base e outra que o prende à cutícula externa do inseto. É exatamente esse sistema de tensionamento interno que equilibra as duas forças para manter sua geometria.
MICROSCOPIA ELETRÔNICA E GRAVAÇÕES
Para observar esses efeitos, a equipe usou técnicas avançadas de microscopia eletrônica e gravações ao vivo durante a metamorfose da mosca.
"Vimos que ocorre uma série de projeções celulares que estabilizam a forma arredondada do haltere, neutralizando as forças que, de outra forma, o deformariam. Quando removemos essa estrutura de suporte em modelos mutantes, o órgão perde sua geometria funcional", diz Pastor Pareja.
O uso de modelos mutantes e a análise da matriz extracelular foram fundamentais para desvendar esse mecanismo, que combina degradação de colágeno, adesão celular e tensores internos que reforçam a estrutura por dentro.
Os resultados desse trabalho "vão além" do caso particular da mosca-das-frutas, pois fornecem ideias gerais sobre como os órgãos adquirem sua forma nos animais, "uma questão fundamental na biologia do desenvolvimento", de acordo com o IN, que destacou que, além disso, "eles podem inspirar novas maneiras de abordar questões como a engenharia de tecidos ou o projeto de estruturas biomiméticas".
PESQUISADORES
O estudo foi realizado em colaboração com os cientistas Yuzhao Song e Tianhui Sun, da Universidade de Tsinghua (China); os pesquisadores Paloma Martín e Ernesto Sánchez Herrero, do Centro Severo Ochoa de Biologia Molecular (CBMSO, CSIC-UAM), e Jorge Fernández Herrero, da Universidade de Alicante (UA).
Também recebeu financiamento do Ministério da Ciência, Inovação e Universidades, do Programa Severo Ochoa para Centros de Excelência do Instituto de Neurociências (CSIC-UMH), da Fundação Ramón Areces e da Fundação Nacional de Ciências da China.
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