Genética

Dois Nobel, em 2001 e 2016, nasceram de mutantes de levedura: genes do ciclo celular e da autofagia

Publicado em 13/10/2026 · Última alteração em 13/10/2026

Assuntos: Fungos

Em 1970–71, Leland Hartwell isolou em Saccharomyces cerevisiae mutantes que paravam em etapas distintas da divisão celular; em meados dos anos 1970, Paul Nurse achou em outra levedura, Schizosaccharomyces pombe, o gene cdc2. Em 1992, Yoshinori Ohsumi mostrou que a levedura faz autofagia e, com mutantes, localizou 15 genes essenciais a ela. Os dois conjuntos de trabalhos renderam os Nobel de 2001 e de 2016.

Levedura é um fungo unicelular com núcleo, relativamente fácil de estudar. O ciclo celular é a sequência pela qual a célula cresce, copia o DNA e se divide em duas. A autofagia ("comer a si mesma") é a via em que a célula envolve parte do próprio conteúdo numa vesícula e a entrega a um compartimento de reciclagem: o vacúolo, na levedura; o lisossomo, nas células de mamíferos. Nos dois casos o caminho foi obter mutantes. Um mutante sensível à temperatura tem um gene alterado que deixa de funcionar na temperatura restritiva; isso permite estudar genes de que a célula precisa para viver e ver em que etapa ela estaciona. O papel de cada etapa está nas seções abaixo.

Duas leveduras, um mesmo controle

Hartwell usou a levedura de padaria; Nurse, S. pombe, da qual ela se separou há mais de 1 bilhão de anos. O comitê Nobel descreve o cdc2 de Nurse como idêntico ao gene "start" de Hartwell, e em 1987 Nurse isolou o gene humano correspondente, o CDK1.

Por que justamente a levedura

Segundo o comitê Nobel de 2016, células de levedura são relativamente fáceis de estudar e particularmente úteis para achar genes de vias celulares complexas. Hartwell percebeu no fim dos anos 1960 que o ciclo celular podia ser estudado com genética nessa espécie. Décadas depois, o genoma completo da levedura acelerou a identificação dos genes de autofagia, segundo o próprio Ohsumi. Ser "modelo" não significa ser igual à célula humana: significa que muitos processos básicos se repetem.

Como sabemos: o ciclo celular em mutantes

Hartwell filmou células em intervalos e definiu, por mutante, o ponto de execução do gene e a etapa de parada. Em 1973, 148 mutantes cdc se organizavam em 32 genes nucleares, cada um agindo numa etapa. Há uma discrepância de contagem: o texto do comitê Nobel diz "mais de cem genes", o artigo de 1973 conta 32 genes; a diferença pode vir de contar mutantes como genes, mas isso é hipótese nossa. Este texto usa os números do artigo (lidos só no resumo).

Duas leveduras no mesmo prêmio

Nurse trabalhou com S. pombe, separada da levedura de padaria há mais de 1 bilhão de anos. Em meados dos anos 1970 achou o cdc2, que controla a passagem de G2 para a mitose; depois viu que era o mesmo gene do "start" de Hartwell, que controla G1 para S. Em 1987 isolou o gene humano correspondente, o CDK1. O fato de uma peça funcionar em espécies tão distantes mostrou que o controle do ciclo é um princípio geral dos eucariontes.

Como sabemos: a autofagia em levedura

As estruturas internas da levedura são pequenas e difíceis de distinguir ao microscópio, e Ohsumi não tinha certeza de que a autofagia existisse nela. Ohsumi inativou as proteases do vacúolo e impôs jejum: vesículas se acumularam e ficaram visíveis. O experimento, depois repetido com PMSF (um inibidor de proteases) em células normais, mostrou que esses corpos são um intermediário do processo normal. Esse acúmulo virou o teste para a triagem: mutantes que não o formavam tinham genes de autofagia danificados, e a revisão de 2014 relata cerca de cem, em 15 grupos.

Limites: da levedura ao humano

Os genes ATG têm homólogos em outros organismos, e o comitê Nobel afirma que mecanismos praticamente idênticos operam em células humanas. Isso não equivale a copiar a levedura: em camundongos, genes como Beclin 1 têm outras funções além da autofagia, e sua eliminação impede o desenvolvimento embrionário. As ligações com câncer e doenças neurológicas, citadas pelo comitê Nobel, são tema de pesquisa e não são conclusões deste texto.

Como sabemos

Fatos históricos sustentados por comunicados do Nobel e por artigos originais; só os resumos dos artigos de 1970, 1973 e 1992 foram lidos, e os artigos de Nurse não foram abertos.

Fontes

  1. Nobel Assembly at Karolinska Institutet · NobelPrize.org — The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001 - Press release
    Nobel Assembly at Karolinska Institutet · 2001-10-08 · Documento institucional · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026
  2. Nobel Assembly at Karolinska Institutet · NobelPrize.org — The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2016 - Press release
    Nobel Assembly at Karolinska Institutet · 2016-10-03 · Documento institucional · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026
  3. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) — Genetic control of the cell-division cycle in yeast. I. Detection of mutants
    Hartwell, L. H.; Culotti, J.; Reid, B. · 1970 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1073/pnas.66.2.352
  4. Genetics — Genetic control of the cell division cycle in yeast: V. Genetic analysis of cdc mutants
    Hartwell, L. H.; Mortimer, R. K.; Culotti, J.; Culotti, M. · 1973 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1093/genetics/74.2.267
  5. The Journal of Cell Biology — Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction
    Takeshige, K.; Baba, M.; Tsuboi, S.; Noda, T.; Ohsumi, Y. · 1992 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1083/jcb.119.2.301
  6. Cell Research — Historical landmarks of autophagy research
    Ohsumi, Y. · 2014 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1038/cr.2013.169
Histórico de alterações
  • Versão 1 · 13/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 11; conferência de trechos automatizada)

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