Para crescer e sobreviver, organismos minúsculos como a levedura devem, às vezes, adaptar suas fontes de nutrientes em resposta a mudanças no ambiente. Pesquisadores do FMI descobriram agora que as células de levedura se comunicam entre si para usar nutrientes menos favoráveis se preveem uma escassez de sua comida favorita. Essa comunicação é facilitada por moléculas secretadas que interagem com uma proteína nas mitocôndrias, as fábricas de energia das células. As descobertas revelam um mecanismo crucial que permite que os microrganismos escolham o menu certo.
Assim como os humanos, as leveduras têm seus nutrientes favoritos. Para investigar o que acontece quando as células de levedura antecipam uma escassez de sua comida favorita, Shin Ohsawa — um pós-doutorado no laboratório Bühler — e seus colaboradores no RIKEN Center for Sustainable Resource Science e na Universidade de Tóquio no Japão estudaram a levedura de fissão Schizosaccharomyces pombe.
Pesquisas anteriores da equipe RIKEN identificaram moléculas específicas chamadas Fatores de Sinalização de Nitrogênio (NSFs) como componentes essenciais do mecanismo que as células de levedura usam para se comunicar. No entanto, os pesquisadores não sabiam como essas moléculas influenciam as células de levedura a se voltarem para fontes de alimentos menos favoráveis, diz Ohsawa. Ele e seus colegas descobriram que o aumento dos níveis de NSFs leva a mudanças no programa de expressão gênica das células de levedura, levando-as a mudar para fontes alternativas de nutrientes.
Usando moléculas quimicamente modificadas para capturar as interações entre NSFs e proteínas de levedura, os pesquisadores descobriram que NSFs interagem diretamente com uma proteína mitocondrial envolvida no metabolismo, maximizando o crescimento em resposta a uma mudança iminente na disponibilidade de nutrientes.
As descobertas revelam um mecanismo de comunicação essencial que permite que as células de levedura sejam frugais com alimentos. Estratégias de crescimento e sobrevivência são conservadas entre espécies, e a levedura tem servido como um tremendo organismo modelo, diz Bühler. “Nós ganhamos insights significativos sobre biologia celular e regulação da expressão genética por meio do estudo da levedura”, ele diz. “Além do conhecimento fundamental, uma compreensão completa do metabolismo da levedura se torna particularmente relevante em situações patogênicas.”
Publicação original:
Shin Ohsawa, Michaela Schwaiger, Vytautas Iesmantavicius, Rio Hashimoto, Hiromitsu Moriyama, Hiroaki Matoba, Go Hirai, Mikiko Sodeoka, Atsushi Hashimoto, Akihisa Matsuyama, Minoru Yoshida, Yoko Yashiroda*, Marc Bühler* O fator de sinalização de nitrogênio desencadeia uma expressão gênica semelhante à respiração programa Revista EMBO (2024) Publicação antecipada online
*autores co-correspondentes
Sobre o primeiro autor do FMI
Vindo do Japão, Shin Ohsawa é PhD em Agricultura pela Universidade de Kyoto e realizou trabalho de pós-doutorado no Instituto RIKEN em Wako. Ele se juntou ao laboratório Bühler em setembro de 2020, onde explora a biologia da levedura. Em seu tempo livre, Shin joga beisebol e badminton e gosta de beber produtos à base de levedura, como cerveja, vinho e saquê japonês.
