Cientistas da EPFL relatam que uma mudança transitória na forma das mitocôndrias — conhecida como "pearling" (formação de pérolas), em que a organela cria brevemente constrições semelhantes a contas — pode redistribuir grupos de DNA mitocondrial (mtDNA) em nucleoides espaçados de maneira mais uniforme. O trabalho, publicado em 2 de abril de 2026 na revista Science, sugere que o processo é desencadeado pelo influxo de cálcio nas mitocôndrias e pode ajudar a explicar como as células mantêm uma organização robusta do mtDNA, uma característica implicada em diversos distúrbios relacionados às mitocôndrias.
As mitocôndrias, frequentemente descritas como as centrais de energia da célula, carregam seu próprio material genético: o DNA mitocondrial (mtDNA). As células tipicamente contêm centenas a milhares de cópias de mtDNA, organizadas em aglomerados chamados nucleoides.
Cientistas observam há muito tempo que os nucleoides são espaçados regularmente dentro das mitocôndrias, um padrão que se acredita apoiar a herança confiável do mtDNA durante a divisão celular e uma expressão gênica mais uniforme ao longo da organela.
Em um estudo liderado por Suliana Manley, do Laboratório de Biofísica Experimental da EPFL, os pesquisadores argumentam que as explicações comumente propostas — como a fusão mitocondrial, a fissão ou a ancoragem molecular — não explicam totalmente a persistência desse espaçamento, inclusive em condições nas quais esses mecanismos são interrompidos.
Para investigar como o espaçamento é mantido, a equipe combinou imagem de super-resolução com microscopia correlativa de luz e elétrons e microscopia de contraste de fase para acompanhar as mudanças na forma mitocondrial e os nucleoides individuais em células vivas.
Os pesquisadores relatam que as mitocôndrias podem passar por eventos de "pearling" algumas vezes por minuto, formando temporariamente uma série de constrições uniformemente espaçadas que lembram contas em um colar. O espaçamento entre essas constrições corresponde estreitamente às distâncias típicas entre nucleoides. Durante o "pearling", observou-se que aglomerados maiores de nucleoides se dividiam em unidades menores que ocupavam as "pérolas" vizinhas e, após as mitocôndrias retornarem a uma forma tubular, os nucleoides redistribuídos podiam permanecer separados.
Utilizando abordagens genéticas e farmacológicas, o estudo associa o "pearling" à entrada de cálcio nas mitocôndrias e relata que a organização da membrana interna ajuda a manter a separação dos nucleoides. Quando esses elementos regulatórios foram interrompidos, os pesquisadores observaram que os nucleoides tendiam a se agrupar, em vez de permanecerem distribuídos uniformemente.
Juan Landoni, um pesquisador de pós-doutorado envolvido no trabalho, afirmou que o fenômeno é conhecido há mais de um século, observando que a bióloga celular Margaret Reed Lewis esboçou o "pearling" mitocondrial em 1915. Segundo a equipe, o "pearling" foi tratado por muito tempo como uma curiosidade associada ao estresse celular, mas suas descobertas apoiam um papel mais amplo do processo na organização do mtDNA.
Os autores argumentam que os resultados destacam como as mudanças físicas na forma podem trabalhar em conjunto com a maquinaria molecular para organizar os componentes celulares. O resumo da pesquisa da EPFL observa que a disfunção mitocondrial e do mtDNA está associada a distúrbios metabólicos e neurológicos — incluindo condições como insuficiência hepática e encefalopatia — e também está vinculada na literatura científica a doenças neurodegenerativas relacionadas ao envelhecimento, como Alzheimer e Parkinson, embora o estudo em si se concentre nos mecanismos de organização do mtDNA, em vez de demonstrar um papel causal direto do "pearling" nessas doenças.
