2015-11-20

Subject: Descoberta a há muito procurada bússola biológica?

Descoberta a há muito procurada bússola biológica?

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@ Nature/Doug Allan/Nature Picture Library

Nas células das moscas da fruta cientistas chineses dizem ter encontrado a agulha da bússola biológica: um complexo proteico em forma de bastonete que se alinham com o fraco campo magnético da Terra.

A bússola biológica, cujas proteínas existem em formas relacionadas noutras espécies, incluindo nos humanos, pode finalmente explicar um enigma antigo: como é que animais como aves e insectos detectam o magnetismo. Também se pode tornar uma ferramenta de valor incalculável na utilização de campos magnéticos para controlar células, relatam os investigadores liderados pelo biofísico Xie Can, da Universidade de Pequim, num artigo publicado na revista Nature Materials.

“É um artigo extraordinário”, diz Peter Hore, bioquímico na Universidade de Oxford, Reino Unido. Mas a equipa de Xie não demonstrou que o complexo se comporta como uma bússola biológica no interior de células vivas, nem explicou exactamente de que forma detecta o magnetismo. “Ou é um artigo muito importante ou está totalmente errado e eu suspeito da segunda hipótese”, diz David Keays, neurologista que estuda a magnetopercepção no Instituto de Patologia Molecular de Viena.

Muitos organismos, de baleias a borboletas e de térmitas a pombos, usam o campo magnético terrestre para navegar ou para se orientarem no espaço mas o mecanismo molecular por trás desta capacidade, a magnetopercepção, não é claro.

Alguns investigadores indicaram proteínas magneticamente sensíveis chamadas criptocromos (Cry) pois, por exemplo, moscas da fruta que não têm estas proteínas perdem a sensibilidade aos campos magnéticos, mas as proteínas Cry por si só não são capazes de actuar como uma bússola, diz Xie, pois não conseguem detectar a polaridade (orientação norte-sul)dos campos magnéticos.

Outros sugeriram que os minerais contendo ferro podem ser os responsáveis por esta capacidade. A magnetite, uma forma de óxido de ferro, tem sido encontrada no bico de pombos-correios mas estudos sugerem que a magnetite não tem papel na magnetopercepção dos pombos.

Xie refere ter encontrado uma proteína nas moscas da fruta que se liga ao ferro e interage com as Cry. Conhecida por CG8198, liga-se ao ferro e ao enxofre e está envolvida nos ritmos circadianos das moscas da fruta. Em conjunto com a Cry, forma uma nano-agulha: um núcleo em forma de bastonete de polímeros de CG8198 com um revestimento de proteínas Cry que se enrolam no núcleo.

Usando um microscópio electrónico, a equipa de Xie observou conjuntos destes bastonetes que se orientam num campo magnético fraco da mesma forma que as agulhas das bússolas. Xie deu à CG8198 o novo nome de MagR, para receptor magnético.

A descoberta dá aos cientistas a perspectiva de usar campos magnéticos para controlar células. Ao longo da última década os cientistas têm tirado partido da capacidade de detecção da luz de algumas proteínas para manipular neurónios, geralmente inserindo um cabo de fibra óptica directamente no cérebro, uma ferramenta conhecida por optogenética. Mas as proteínas que detectam os campos magnéticos têm a vantagem de puderem ser manipuladas por campos magnéticos localizados fora do cérebro.

Xie refere ter submetido um paciente chinês a uma aplicação que inclui a utilização de magnetogenética e a capacidade magnética da proteína para manipular moléculas grandes. Ele também está a começar a analisar a estrutura da MagR noutros animais, incluindo humanos. Variantes na versão humana da MagR podem mesmo estar relacionadas com diferenças na capacidade de orientação das pessoas, sugere ele.

Outros cientistas não estão convencidos que a agulha biológica funcione como uma bússola em organismos vivos. A equipa de Xie demonstrou que as proteínas MagR e Cry são produzidas nas mesmas células da retina de pombos, o centro de magnetopercepção destas aves, mas elas podem ser encontradas em muitas células, diz Keays. “Com tão pouca quantidade de ferro, temos que nos perguntar se in vivo, a temperaturas fisiológicas, a MagR será capaz de revelar as propriedades magnéticas", diz ele. “Se a MagR é um verdadeiro magnetoreceptor, como o meu chapéu.”

Xie  espera que outros fortaleçam o seu caso com mais experiências, como a inactivação do gene MagR em certos tipos de tecidos em moscas da fruta para ver se isso afecta o sentido de orientação dos animais. Ele publicou sem o fazer, diz ele, porque queria apenas relatar as descobertas, em que tem vindo a trabalhar desde há seis anos.

A falta de um mecanismo exacto sobre a forma como o complexo proteico detecta o magnetismo, ou como qualquer tipo de sinal que envie poderá ser processado pelo cérebro, dá a alguns investigadores uma pausa. A actividade de bússola biológica da MagR pode ser simplesmente o resultado de contaminação experimental, diz Michael Winklhofer, perito em magnetismo e geólogo na Universidade Ludwig Maximilian em Munique. Ele está a planear experiências de seguimento ao trabalho de Xie e se estas se mantiverem a descoberta da MagR “parece ser um passo importante em direcção à descoberta da base molecular da magnetopercepção".

 

 

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