A nossa Ciência

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Matilde Palmeira costura

O nosso grupo “Regulação do Ciclo Celular” estuda o processo de multiplicação das células, indispensável ao desenvolvimento de um organism adulto (com 100 triliões de células) a partir de uma célula inicial (o ovo).

Nesta perspectiva, estamos especialmente interessados num organelo da célula: o centrossoma, essencial à organização do esqueleto da célula (citoesqueleto) e à formação dos cílios. O centrossoma é composto por dois pequenos cilindros (os centríolos) rodeados pelo Material Pericentriolar. O citoesqueleto distribui/organiza a localização dos diversos componentes celulares, tal como as estradas ajudam à organização de uma cidade. Entre outras funções, o centrossoma participa na organização do citoesqueleto. Em fases específicas do ciclo celular, o centríolo pode funcionar como base para a formação de um cílio, uma estrutura sensorial ou de movimentação da célula.
Quando uma célula se divide - processo conhecido por Mitose ou divisão celular - origina duas células geneticamente idênticas. Antes de iniciar Mitose, a célula mãe (a original) tem de duplicar o seu material genético (localizado nos cromossomas), assim como o seu centrossoma, de modo a poder transmitir um exemplar destas estruturas a cada uma das células filhas.
A regulação do número e funcionalidade do centrossoma em cada célula é indispensável ao correto funcionamento de vários orgãos e tecidos num organismo: cada tecido possui uma clara determinação de quantos centrossomas deverão estar presentes em cada célula; desde centenas de centrossomas em células multiciliadas da traqueia, dois em células epiteliais, até zero no óvulo feminino. Qualquer alteração destes números está na origem de defeitos funcionais do tecido específico e respetivo estado de doença, tal como cancro e até infertilidade. De igual forma, alterações na formação e manutenção dos cílios estão associadas a defeitos no desenvolvimento do organismo, obesidade, rins policísticos, problemas de visão ou mesmo dificuldades respiratórias.
Células de diferentes organismos, como de levedura (fermento), de mosca, ou de humanos, multiplicam-se de igual forma. Por razões éticas e logísticas, os nossos estudos realizam-se utilizando diferentes organismos modelo dentre eles a Drosophila melanogaster, mais conhecida como mosca da fruta. Para além de ser muito mais fácil fazer experiências com uma mosca do que com humanos, descobertas em leveduras e moscas trouxeram (e continuam a trazer) conhecimentos que permitem uma melhor compreensão de diversas doenças (incluindo o cancro), assim como o desenvolvimento de melhores estratégias de prevenção, diagnóstico, e tratamento. Nos nossos estudos mais diretamente relacionados com a doença utilizamos também células de pacientes de cancro.

Os centrossomas e os cílios são estudados há mais de um século, mas só nos últimos anos se começou a compreender melhor os mecanismos responsáveis pela sua formação, homeostase, regulação e desregulação na doença.

Our Science

The “Cell Cycle Regulation” group studies the process of cell division, which is essential for the development of an adult organism (with 100 trillion cells) starting from an initial cell (the egg). From this perspective, we are especially interested in a specific organelle of the cell: the centrosome, which essential for the organization of the cell skeleton (cytoskeleton) and the formation of cilia. The centrosome is composed of two small cylinders (the centrioles) surrounded by the Pericentriolar Material. The cytoskeleton distributes / organizes the location of multiple cellular components, in a similar way roads help the organization of a city. Among other functions, the centrosome participates in the organization of the cytoskeleton. In specific phases of the cell cycle, the centriole can act as a basis for the formation of a cílium, a structure that, depending on the cell type is involved in sensing and/or cell movement.
When a cell divides - through a process known as mitosis or cell division - it generates two genetically identical cells. Before starting Mitosis, the mother cell (the initial cell) must duplicate its genetic material (located in the chromosomes), as well as its centrosome, in order to be able to transmit a copy of these structures to each of the daughter cells.
The regulation centrosome number and functionality in each cell is essential for the correct functioning of various organs and tissues in an organism: each tissue has a clear determination of how many centrosomes should be present in each cell: from hundreds of centrosomes in multiciliated cells of the trachea, two in epithelial cells, to zero in the female egg. Any change in these numbers is the cause of functional defects in specific tissues and its disease state, such as cancer and even infertility. Similarly, changes in the formation and maintenance of cilia are associated with defects in the development of the body, obesity, polycystic kidneys, problems with vision or even breathing difficulties.
Cells from different organisms, such as yeast, fly, or humans, divide according to similar and conserved biological processes. For ethical and logistical reasons, our studies are carried out using different model organisms, including Drosophila melanogaster, better known as the fruit fly. In addition to being much easier to perform experiments with a fly than with humans, discoveries in yeasts and flies have brought (and continue to bring) knowledge that allows a better understanding of various diseases (including cancer), as well as the development of better prevention, diagnosis, and treatment strategies. In our studies more directly the ones related to the disease, we also used cells from cancer patients.