Para estudar as membranas celulares de animais do fundo do mar, o bioquímico Itay Budin (centro) uniu forças com os biólogos marinhos Steve Haddock (à direita) e Jacob Winnikoff (à esquerda).
“Estão explorando uma área que, em grande parte, não foi explorada”, disse Sol Gruner, que pesquisa biofísica molecular na Universidade de Cornell; ele foi consultado para o estudo, mas não foi co-autor.
Os lipídios plasmalogênicos também são encontrados no cérebro humano, e seu papel nas membranas do fundo do mar poderia ajudar a explicar aspectos da sinalização celular. Mais imediatamente, a pesquisa revela uma nova forma como a vida se adaptou às condições mais extremas do oceano profundo.
Loucura na Membrana
As células de toda a vida na Terra são circundadas por moléculas gordurosas conhecidas como lipídios. Se você colocar alguns lipídios em um tubo de ensaio e adicionar água, eles automaticamente se alinham de volta a trás: As caudas gordurosas e repelentes de água dos lipídios se misturam para formar uma camada interna, e suas cabeças amantes da água se arranjam juntas para formar as porções externas de uma membrana fina. “É como óleo e água se separando em um prato”, disse Winnikoff. “É universal aos lipídios e é isso o que os faz funcionar.”
Para uma célula, uma membrana lipídica externa serve como uma barreira física que, assim como a parede externa de uma casa, fornece estrutura e mantém o interior da célula intacto. Mas a barreira não pode ser muito sólida: está estrelada com proteínas, que precisam de algum espaço para realizar suas diversas tarefas celulares, como transportar moléculas através da membrana. E às vezes uma membrana celular se fecha para liberar substâncias no ambiente e depois se funde novamente.
“As membranas estão equilibrando bem à beira da estabilidade… na verdade, é um cristal líquido”, disse Jacob Winnikoff, da Universidade de Harvard.
Para que uma membrana seja saudável e funcional, ela deve ser resistente, fluida e dinâmica ao mesmo tempo. “As membranas estão equilibrando bem à beira da estabilidade”, disse Winnikoff. “Mesmo que tenha essa estrutura muito bem definida, todas as moléculas individuais que compõem as folhas de cada lado – estão fluindo umas sobre as outras o tempo todo. Na verdade, é um cristal líquido.”
Uma das propriedades emergentes dessa estrutura, ele disse, é que o meio da membrana é altamente sensível tanto à temperatura quanto à pressão – muito mais do que outras moléculas biológicas como proteínas, DNA ou RNA. Se você resfriar uma membrana lipídica, por exemplo, as moléculas se movem mais lentamente, “e eventualmente elas simplesmente vão se juntar”, disse Winnikoff, como quando se coloca azeite de oliva na geladeira. “Biologicamente, isso geralmente é algo ruim.” Os processos metabólicos param; a membrana até pode rachar e vazar seu conteúdo.
Para evitar isso, muitos animais adaptados ao frio têm membranas compostas por uma mistura de moléculas lipídicas com estruturas ligeiramente diferentes para manter o cristal líquido fluindo, até mesmo em baixas temperaturas. Porque a alta pressão também diminui o fluxo de uma membrana, muitos biólogos assumiram que as membranas do fundo do mar eram construídas da mesma maneira.
