As células usam estruturas chamadas condensados biomoleculares para organizar muitas de suas atividades mais importantes. Ao contrário dos compartimentos tradicionais nas células, estes aglomerados semelhantes a gotículas não são rodeados por membranas. Eles ajudam a controlar como as instruções genéticas do DNA são convertidas em proteínas, ajudam a remover resíduos celulares potencialmente tóxicos e até desempenham um papel na supressão do crescimento tumoral. Como os condensados se comportam como líquidos, fundindo-se, fluindo e trocando componentes rapidamente, os cientistas há muito pensam que são gotículas simples e não estruturadas.
Pesquisa publicada em Biologia Estrutural e Molecular da Natureza O dia 2 de fevereiro de 2026 desafiou esta visão de longo prazo. Uma equipe da Scripps Research descobriu que algumas das condensações não são bolhas aleatórias. Em vez disso, eles são feitos de uma rede complexa de filamentos proteicos finos e semelhantes a fios. Essas estruturas internas fornecem aos droplets uma arquitetura definida que é crítica para seu funcionamento. A descoberta aponta para novas estratégias de tratamento de doenças como câncer e doenças neurodegenerativas.
“Desde que percebemos que as perturbações na formação de condensado estão no centro de muitas doenças, abordá-las tem sido um desafio porque parecem não ter estrutura – nenhuma característica específica que os medicamentos possam atingir”, disse Keren Lasker, professor associado da Scripps Research e autor sénior do estudo. “Este trabalho muda isso. Podemos agora ver que alguns condensados têm uma estrutura interna e, mais importante, que esta estrutura é necessária para o funcionamento, o que abre a porta para atingir estes conjuntos sem membrana da mesma forma que visamos proteínas individuais.”
Amplie a proteína PopZ
Para explorar como os condensados funcionam como compartimentos sem membranas, o laboratório de Lasker examinou uma proteína bacteriana chamada PopZ. Em algumas bactérias em forma de bastonete, o PopZ se reúne nos pólos celulares (as extremidades arredondadas da célula), formando condensados que organizam outras proteínas necessárias para a divisão celular.
A equipe trabalhou em estreita colaboração com o professor Ashok Deniz da Scripps Research e o professor assistente Raphael Park, que co-liderou o estudo, usando tomografia crioeletrônica (cryo-ET). Este método de imagem funciona como uma tomografia computadorizada em escala molecular, permitindo aos pesquisadores observar estruturas celulares em grande detalhe. As imagens mostram que a proteína PopZ se agrupa em filamentos em um processo passo a passo cuidadosamente sequenciado. Esses filamentos formam então uma estrutura que determina as propriedades físicas do condensado.
Mudanças na forma da proteína dentro do condensado
Os pesquisadores estudaram ainda como as moléculas individuais do PopZ se comportam. Usando a tecnologia de transferência de energia de ressonância Förster (FRET) de molécula única, que detecta pequenas mudanças na distância dentro de uma proteína medindo a transferência de energia entre tags fluorescentes, eles descobriram que o PopZ muda de forma dependendo de sua posição. Esta proteína adota uma conformação fora do condensado e uma conformação diferente dentro do condensado.
“Reconhecer que a conformação da proteína depende da posição nos dá múltiplas maneiras de projetar a função celular”, disse o primeiro autor Daniel Scholl, ex-pesquisador de pós-doutorado nos laboratórios Lasker e Deniz.
Por que a estrutura do filamento é importante
Para testar se esses filamentos eram apenas um detalhe estrutural ou realmente necessários à vida, a equipe projetou uma versão mutante do PopZ que não conseguia mais formar filamentos. O condensado alterado torna-se mais fluido e tem menor tensão superficial. Quando essas alterações são introduzidas nas bactérias vivas, as células param de crescer e são incapazes de separar adequadamente o seu DNA. Isto sugere que as propriedades físicas do condensado, e não apenas a sua composição química, são críticas para o funcionamento normal da célula.
Impacto no câncer e nas doenças neurodegenerativas
Embora os experimentos tenham se concentrado em bactérias, as descobertas têm uma relevância mais ampla. Nas células humanas, os condensados à base de filamentos realizam duas tarefas principais: remover proteínas danificadas ou tóxicas e controlar o crescimento celular. Se o condensado de limpeza se quebrar, podem acumular-se proteínas prejudiciais, uma marca registrada de doenças neurodegenerativas como a ELA. Se os condensados reguladores do crescimento falharem, os mecanismos de proteção que previnem os tumores se rompem, levando a cânceres como o de próstata, de mama e de endométrio.
“Ao demonstrar que a estrutura da condensação é definível e funcionalmente crítica, este trabalho levanta a possibilidade de projetar terapias que atuem diretamente na estrutura da condensação e corrijam os distúrbios subjacentes que contribuem para o desenvolvimento da doença”, disse Lusk.
Além de Lasker, Scholl, Deniz e Park, os autores do estudo, “A ultraestrutura filamentosa dos condensados PopZ são necessários para sua função celular”, incluem Tumara Boyd, Andrew P. Latham, Alexandra Salazar, Asma Khan, Steven Boeynaems, Alex S. Holehouse, Gabriel C. Lander e Andrej Sali.
Esta pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (NINDS DP2 NS142714, NIGMS F32 GM150243, NIGMS R01 GM083960, NINDS R01 NS095892, NIGMS RO1 GM14305, NIGMMS R55 OR OD032467), a National Science Foundation (2235200 e DBI 2213983), o Water-Living Interface Institute, a Gordon and Betty Moore Foundation (Moore Inventor Fellowship 579361) e o Texas Cancer Prevention and Research Institute (RR220094).
