Alterando uma única conexão dos circuitos neurais, vermes machos se comportam como fêmeas

Alterando uma única conexão dos circuitos neurais, vermes machos se comportam como fêmeas

22/11/2022

Em uma façanha de engenharia molecular, pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências inseriram uma conexão neural ausente no circuito da detecção de perigo em vermes machos, de modo que imitasse o das fêmeas.

Com a sinapse artificial, os machos passaram a fugir do perigo rapidamente como as fêmeas, mas tornaram-se hesitantes na hora de se aproximar de parceiras em potencial.

O estudo mostra que alterar as sinapses, que têm a mesma arquitetura básica dos vermes aos humanos, pode levar a uma mudança comportamental. O cérebro humano é muito mais complexo, e exigiria uma escala diferente de sinapse artificial para este resultado.

Inverteram uma conexão em um circuito neural, e os machos se comportaram como fêmeas.

Alterando uma única conexão dos circuitos neurais, vermes machos se comportam como fêmeas.

É esperado que diante de uma ameaça iminente e com uma rota de fuga aberta que qualquer animal fuja. Mas, quando vermes microscópicos, Caenorhabditis elegans, enfrentaram um sinal ameaçador, apenas as fêmeas fogem imediatamente e os machos ficam parados até o sinal ficar muito mais forte.

Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências simularam os circuitos de detecção de perigo de fêmeas e machos deste verme, usando modelos matemáticos que identificaram uma diferença potencialmente responsável pelo comportamento distinto entre os sexos. Dois neurônios estavam conectados nos vermes femininos, mas não nos masculinos.

Em uma façanha de engenharia molecular, inseriram a conexão ausente no circuito de detecção de perigo dos vermes machos. E conforme o modelo havia previsto, os machos equipados com a sinapse sintética passaram a fugir do perigo rapidamente como as fêmeas, mas tornaram-se hesitantes na hora de se aproximar de parceiras em potencial, precisando de um tempo dez vezes maior do que os machos inalterados.

As sinapses dos humanos têm a mesma arquitetura básica do que este verme transparente de um milímetro de comprimento. Mas, obviamente, nosso  cérebro com seus trilhões de sinapses, em comparação com os 5.000 do verme, é muito mais complexo.

Quer saber mais? Acesse: Down to the Synapse: Connecting Brain Circuits to Behavior

A origem da vida recriada nos laboratórios do Weizmann

14.09.2022

Há vários bilhões de anos, quando na Terra já existiam muitos compostos químicos, mas a vida ainda não tinha emergido, uma minúscula máquina molecular de RNA revelou-se perfeitamente adequada para criar ligações entre aminoácidos, os blocos de construção de proteínas futuras. É um ponto de virada na história do planeta: a síntese de proteínas, moléculas biológicas essenciais para a vida, agora pode começar.

A Profa Ada Yonath e sua equipe do Instituto Weizmann de Ciências recriaram aquele momento no laboratório, mostrando como isso poderia ter acontecido. Quanto à máquina primordial de fabricação de peptídeos, eles descobriram que ela ainda está presente em praticamente todas as células de todos os organismos vivos.

A teoria por trás do projeto da equipe nasceu há cerca de 20 anos a partir de descobertas surpreendentes feitas no laboratório da Profa. Yonath no curso das pesquisas que lhe renderia o Prêmio Nobel de Química de 2009.

Saiba mais: Origin of Life – In an RNA Pocket

Fungi (pink) inside the cells of a human ovarian tumor (cell nuclei are in blue). Image credit: Deborah Nejman and Nancy Gavert:

Fungos, a nova marca do câncer

29.09.2022

Estudando mais de 17.000 amostras de tecidos e sangue retirados de pacientes com 35 tipos de câncer, pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências e da Universidade da Califórnia, descobriram fungos “escondidos” dentro das células cancerosas ou em células imunes dentro dos tumores.

“A atividade fúngica é uma nova e emergente marca do câncer”, diz o Prof. Ravid Straussman, do Departamento de Biologia Celular Molecular de Weizmann, co-líder do estudo. Ele pensa que essas descobertas vão levar a “reexaminar quase tudo o que sabemos sobre o câncer através de uma ‘lente de microbioma.’

O estudo, publicado na revista científica Cell, pode ter implicações para a detecção de câncer através de um exame de sangue, assim como para o tratamento.

Saiba mais: Human Tumors Are Prized Real Estate for Fungi, Study Finds

Dispositivo para “vestir” e monitorar hematomas no cérebro

Nova tecnologia de monitoramento desenvolvida no Instituto Weizmann de Ciências, incorpora uma combinação de modalidades híbridas de radiofrequência e óptica (RFO) em um dispositivo para vestir que faz o monitoramento contínuo do hematoma subdural. Este acúmulo do sangue no cérebro é uma das condições neurocirúrgicas mais comuns, e ocorre principalmente como resultado de um trauma.

 As tecnologias de imagem existentes, como ressonância magnética e tomografia computadorizada, não fornecem monitoramento contínuo em tempo real, são caras e podem ser utilizadas apenas em centros médicos. Este dispositivo é uma ferramenta segura, não invasiva e fácil de usar que permite fornecer informações em tempo real à equipe de saúde.

Saiba mais:  Multimodel Transcranial Optical Vascular Assessment

Novo estudo mostra que o cérebro é muito mais dinâmico do que se pensava

24.08.2022

Como lidam os circuitos cerebrais com mudanças abruptas de comportamento, como por exemplo um obstáculo na trajetória? Um estudo do Instituto Weizmann de Ciências em morcegos, sugere uma resposta que não se encaixa no pensamento clássico sobre a função cerebral.

Usando dispositivos em miniatura de gravação sem fio para monitorar os neurônios no cérebro de morcegos que tiveram que evitar colidir uns com os outros enquanto voavam em direção contraria ao longo de um túnel a (soma das velocidades) 50 quilômetros por hora, o novo estudo mostrou a maneira como o cérebro lida com as necessidades.

O estudo liderado pelo Prof. Nachum Ulanovsky e publicado na revista científica Nature sugere que os neurônios não são programados para uma única tarefa, como se pensava, mas que, em resposta a uma rápida mudança nas necessidades, os neurônios se alteram para a realização de uma função totalmente nova. As mudanças acontecem em uma décima de segundo. “Mostramos em nosso novo estudo que o cérebro é muito mais dinâmico do que se pensava.” – disse Ulanovsky