Quando a vida começa, um turbilhão louco começa. Isso não é poesia ou filosofia. Isso é ciência.
Depois que um óvulo é fertilizado, bilhões de proteínas se derramam sobre sua superfície, liberando uma cascata estonteante de padrões giratórios. Esses arcos espirais são uma parte fundamental da divisão celular nascente.
“O ovo é uma célula enorme e essas proteínas precisam trabalhar juntas para encontrar seu centro para que a célula saiba onde se dividir repetidamente para formar um organismo”, diz o físico Nikta Fakhri, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
“Sem essas proteínas criadoras de ondas, não haveria divisão celular.”
Em um novo estudo, Fakhri e seus colegas pesquisadores examinaram a aparência dessas ondas de vórtice estudando seus padrões de propagação nas membranas celulares de ovos de estrelas do mar (Patiria miniata).
Além de compreender a biologia dos oócitos de estrelas do mar, os pesquisadores queriam ver como esses padrões poderiam ser comparados a fenômenos de ondas semelhantes em outros tipos de sistemas – exemplos do que os físicos chamam de defeitos topológicos.
Como os pesquisadores explicam no artigo, tipos semelhantes de comportamento turbulento podem ser observados tanto em questões físicas quanto biológicas. Em escalas que vão de cosmológicas a infinitesimais, de vórtices giratórios em atmosferas planetárias a sinais bioelétricos no coração e no cérebro.
No entanto, embora as semelhanças possam ser rastreadas, sua natureza permanece inexplorada.
“Apesar de tal progresso significativo na compreensão de defeitos topológicos e suas consequências funcionais, ainda não está claro se as leis estatísticas que regem tais estruturas topológicas em sistemas clássicos e quânticos se estendem a um ser vivo”, explicam os autores.
Ondulações em espiral em oócitos de estrelas do mar. (MIT)
Em seus experimentos com estrelas do mar, a equipe revelou um hormônio que imita o início da fertilização nos oócitos, no qual ondas que sinalizam uma proteína chamada Rho-GTP pulsam através da membrana por vários minutos por vez, e os resultados são exibidos em um microscópio, graças à ajuda de corantes fluorescentes. que se juntam a Rho-GTP.
Ao alterar a concentração do gatilho hormonal, os pesquisadores foram capazes de observar muitas espirais torcidas se espalhando por toda a superfície do ovo.
“Então, criamos um caleidoscópio de diferentes modelos e observamos sua dinâmica”, diz Fakhri.
Depois de capturar e analisar a velocidade de fase em estruturas de onda, dizem os pesquisadores, os rudimentos de vida observados nesses ovos de estrelas do mar se assemelham à dinâmica da turbulência bacteriana e dos sistemas quânticos dos condensados de Bose-Einstein.
Os resultados são apresentados na revista Physics Nature.
Fontes: Foto: MIT
