Gotículas de proteínas intracelular mantêm a viabilidade de neurônios e o equilíbrio do sistema imunológico.

Créditos da imagem: Milovanovic et al, 2018.

No interior das células, onde o DNA é fortemente compactado no núcleo e as proteínas rígidas mantêm sistemas intrincados de transporte no caminho certo, algumas moléculas têm uma maneira mais simples de estabelecer a ordem. Elas podem se auto organizar, e se aglutinam em gotas – como uma gota de óleo na água.

A comunicação neuronal nas sinapses depende de uma regulada secreção do neurotransmissor. Os neurotransmissores são armazenados em pequenas vesículas que são organizadas em grupos dentro dos terminais nervosos. Na estimulação, as vesículas se fundem com a membrana plasmática pré-sináptica, mas, apesar de seu empacotamento rígido, as vesículas sinápticas de um pool de reserva são rapidamente recrutadas. Vesículas recém-reformadas por reciclagem de membrana misturam-se aleatoriamente com os clusters. Neste trabalho foi mostrado que a sinapsina, uma abundante proteína associada à vesícula sináptica, organiza esses aglomerados de vesículas por separação de fase líquido-líquido – como óleo na água.
Usando um microscópio eletrônico, os cientistas observaram que as vesículas sinápticas se agrupam em estruturas compactas. Na década de 1980, pesquisadores descobriram que esses aglomerados são altamente enriquecidos em uma proteína associada à superfície da vesícula. Os pesquisadores chamaram a proteína de synapsina. Foi hipotetizado que a sinapsina pode ajudar a manter as vesículas juntas, mas nunca foi totalmente entendido como isso funciona. Nenhuma membrana ou estrutura envolve os aglomerados proteicos.
A sinapsina possui algumas características interessantes em meio aquoso, que se assemelham às de outras proteínas que podem se separar em fases, como um fluido. Gotejando uma solução de moléculas fluorescentes de synapsina em uma lamínula foi observado que elas se aglomerarem em gotículas. Ocasionalmente, duas gotículas se fundiam em uma, assim como gotas de óleo se encontrando na água. Em outros experimentos, foi observado moléculas individuais de synapsina movendo-se livremente entre gotículas. Assim como os cientistas haviam predito, a synapsina estava se comportando como um fluido.
Foi mostrado também que a synapsina pode até organizar estruturas semelhantes a vesículas – como aquelas dentro das células nervosas – em gotículas. Além disso, as gotículas se quebram rapidamente quando expostas a um sinal que aciona a liberação do neurotransmissor. Nas células nervosas, gotículas de vesículas sinápticas oferecem uma clara vantagem: um pronto suprimento de neurotransmissores. A descoberta explica como os neurônios podem manter o funcionamento quando a demanda por liberação de neurotransmissores é alta.
Veja o trabalho na íntegra no paper em anexo:

A liquid phase of synapsin and lipid vesicles

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