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Piloto de espermatozoide

Utilizando musgo, cientistas descobriram que um gene está envolvido na quimiotaxia

Fernando Reinach*, O Estado de S.Paulo

09 Setembro 2017 | 03h55

Quimiotaxia, palavra complicada para descrever algo simples. Do elevador, você sente o cheiro de um bolo recém-saído do forno. Guiado pelo olfato, vai direto para o forno em busca de uma fatia. Isso é quimiotaxia. Seu nariz detectou compostos químicos voláteis que emanam do bolo, enviou essa informação ao seu cérebro, que fez seu corpo se mover ao longo do gradiente desses compostos químicos, buscando, a cada momento, um local onde a intensidade do cheiro fosse maior. Essa busca levou ao bolo.

Basta um organismo ter receptor para algum composto químico e um modo de direcionar seu movimento na direção em que existe maior concentração desse composto para termos quimiotaxia. O composto é liberado e, à medida que se espalha pelo ambiente, forma um gradiente, com altas concentrações próximas à fonte e concentrações decrescentes conforme a distância aumenta. O composto pode se espalhar na água ou no ar. A quimiotaxia também pode ser negativa, quando tentamos nos distanciar do cheiro (poupo o leitor de exemplos).

A quimiotaxia está envolvida em diversos fenômenos. Muitos mamíferos usam esse método para encontrar parceiros sexuais. É o caso do cão e da cadela no cio. Nós também somos atraídos por perfumes, mas geralmente resistimos à tentação de levar o nariz ao pescoço de um colega no elevador. Em muitos animais marinhos, como os ouriços, os espermatozoides são liberados no mar e utilizam a quimiotaxia para encontrar os óvulos. Mesmo entre os mamíferos, onde os espermatozoides já são depositados na vagina, eles usam da quimiotaxia para se movimentar até o óvulo que desce tranquilo pelas trompas de falópio. Gostoso imaginar que nossa reprodução depende duplamente da quimiotaxia – uma vez para encontrarmos o par e outra para o espermatozoide achar o óvulo.

Agora, em um experimento utilizando um musgo chamado <CF742>Physcomitrella patens</CF>, os cientistas descobriram um gene envolvido na quimiotaxia. 

Os cientistas estavam interessados nos receptores de glutamato. Esses receptores são importantes no funcionamento do sistema nervoso e estão envolvidos em processos como aprendizagem e memória, além de doenças como autismo e esquizofrenia. Como existem dezenas desses receptores no genoma de mamíferos, fica difícil estudar seu funcionamento. Foi por isso que os cientistas foram atrás desse musgo que só possui dois desses receptores. Os cientistas imaginaram que, se removessem esses dois genes, descobririam sua função. Tomaram um susto.

Sem os genes dos receptores de glutamato, os mutantes perderam parte de sua capacidade reprodutiva. Estudando a razão, os cientistas descobriram que poucos óvulos eram fertilizados. Resolveram, então, filmar o comportamento dos espermatozoides.

Nesse musgo, os espermatozoides são liberados pelo órgão feminino no líquido que recobre a planta e têm de nadar, batendo seus rabinhos, até o órgão feminino. É uma longa jornada, e nos mutantes parecia que eles não chegavam lá.

Voyeurs, os cientistas colocaram o órgão masculino e feminino em um microscópio e filmaram o comportamento dos espermatozoides assim que eram liberados. Nos musgos normais, o espermatozoide sai nadando a uma velocidade de 16 micrômetros por segundo. Dá para observar que eles nadam um pouco, param, mudam de direção, nadam mais um pouco. O resultado desse ziguezague é que 1 em cada 150 espermatozoides acha a entrada do órgão feminino. Já no caso dos espermatozoides mutantes, assim que são liberados, saem nadando muito mais rápido, a 23 micrômetros por segundo, sempre em linha reta. Nada de ziguezague. O resultado é que muitos passam direto pelo órgão feminino. Menos de 1 em cada 300 acham a entrada. 

Esse resultado explica a baixa fertilidade dos mutantes e sugere que o receptor de glutamato está envolvido na quimiotaxia desses espermatozoides. A conclusão é que a família dos receptores de glutamato, além das funções que já conhecemos, tem mais uma: pilotar o espermatozoide até o óvulo.

MAIS INFORMAÇÕES: GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE CHANNELS ARE ESSENTIAL FOR CHEMOTAXIS AND REPRODUCTION IN MOSSES. NATURE VOL. 549 PAG. 91 2017

* FERNANDO REINACH É BIÓLOGO

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