Há um relógio despertador molecular que acorda os óvulos

No início da vida reprodutora, um ovário contém em média milhares de óvulos imaturos, num estado de repouso que pode durar várias décadas. Mas como é que cada óvulo sabe quando é a altura certa para se preparar para a ovulação? Num estudo publicado na última edição da revista Nature Communications, investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência, da Universidade of Algarve, e da University at Albany (EUA) descobriram na mosca da fruta um “relógio despertador molecular” que avisa os óvulos em repouso que chegou a altura de acordarem. Defeitos no funcionamento deste despertador resultam em problemas na fertilidade feminina.

Durante o período de repouso, os óvulos desligam os seus genes de forma a conseguirem entrar num estado parecido com a hibernação. Quando despertam, precisam de voltar a ligar os seus genes para poderem crescer e preparar-se para a ovulação. A equipa de investigação liderada por Rui Martinho, do Centro de Investigação Biomédica da Universidade do Algarve e do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), e por Prashanth Rangan, da University at Albany (nos EUA), descobriu que a altura em que os genes são ativados é programada diretamente nos cromossomas do óvulo. Para desvendar este mecanismo, a equipa de investigação conduziu uma série de experiências genéticas em moscas da fruta (Drosophila melanogaster). Paulo Navarro-Costa, primeiro co-autor deste estudo e investigador do IGC explica: “Tal como acontece nos seres humanos, os óvulos da mosca da fruta têm um período de repouso durante a meiose – o processo de divisão celular especializado necessário para a formação de células reprodutoras saudáveis. Desta forma, utilizámos este organismo fácil de manusear para descobrir exatamente como é que o óvulo consegue ativar os seus genes na altura certa, algo que permanecia um mistério até agora.”

Os resultados da equipa de investigação revelaram que os óvulos utilizam um processo semelhante a um relógio despertador para manterem a noção do tempo durante a meiose. Rui Martinho clarifica o mecanismo: “Quando os óvulos começam a ser formados, uma proteína chamada dKDM5 modifica os cromossomas de modo a que estes só consigam ativar os seus genes na altura certa. Se este despertador molecular for programado de forma incorreta, por exemplo devido a defeitos na proteína dKDM5, as fêmeas tornam-se inférteis porque os seus óvulos não conseguem completar a meiose.”

Uma propriedade inesperada deste novo despertador molecular consiste no facto de ser programado em fases iniciais da formação dos óvulos, muito antes destas células precisarem de maturar. “Estes resultados ilustram a importância das fases iniciais da vida do óvulo para a fertilidade feminina. No caso dos seres humanos, essas fases iniciais ocorrem antes das mulheres nascerem, quando ainda estão no útero da mãe. O período de desenvolvimento pré-natal é assim absolutamente determinantes para a futura formação de células reprodutoras saudáveis”, diz Paulo Navarro-Costa.

Este estudo foi conduzido no Instituto Gulbenkian de Ciência e na University at Albany, tendo sido financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portugal) e pelo National Institutes of Health (EUA).

Referência do artigo:

Paulo Navarro-Costa, Alicia McCarthy, Pedro Prudêncio, Christina Greer, Leonardo G. Guilgur, Jörg D. Becker, Julie Secombe, Prashanth Rangan and Rui G. Martinho. (2016) "Early programming of the oocyte epigenome temporally controls late prophase I transcription and chromatin remodeling", Nature Communications. DOI: 10.1038/NCOMMS12331

Ana Mena (Comunicação de Ciência - Instituto Gulbenkian de Ciência)