Trabalhos iniciaisEditar
A primeira proteína muscular descoberta foi a miosina por um cientista alemão Willy Kühne, que a extraiu e nomeou em 1864. Em 1939, um marido e mulher russo, Vladimir Alexandrovich Engelhardt e Militsa Nikolaevna Lyubimova, descobriram que a miosina tinha uma propriedade enzimática (chamada ATPase) que pode decompor a ATP para libertar energia. Albert Szent-Györgyi, um fisiologista húngaro, voltou o seu foco para a fisiologia muscular depois de ganhar o Prémio Nobel em Fisiologia ou Medicina em 1937 pelos seus trabalhos sobre vitamina C e ácido fumárico. Ele demonstrou em 1942 que o ATP era a fonte de energia para a contracção muscular. Na realidade, observou que as fibras musculares contendo miosina B diminuíam na presença de ATP, mas não com a miosina A, a experiência que mais tarde descreveu como “talvez o momento mais emocionante da minha vida”. Com Brunó Ferenc Straub, depressa descobriu que a miosina B estava associada a outra proteína, a que chamavam actina, enquanto que a miosina A não estava. Straub purificou a actina em 1942, e Szent-Györgyi purificou a miosina A em 1943. Tornou-se evidente que a miosina B era uma combinação de miosina A e actina, de modo que a miosina A manteve o nome original, enquanto que eles renomearam a miosina B como actomyosin. No final dos anos 40, a equipa de Szent-Györgyi tinha postulado com evidência que a contracção da actomyosin era equivalente à contracção muscular como um todo. Mas a noção era geralmente oposta, mesmo de pessoas como Otto Fritz Meyerhof e Archibald Hill, que aderiram ao dogma dominante de que a miosina era uma proteína estrutural e não uma enzima funcional. Contudo, numa das suas últimas contribuições para a investigação muscular, Szent-Györgyi demonstrou que a actomiosina impulsionada por ATP era o princípio básico da contracção muscular.
OriginEdit
Na altura em que Hugh Huxley obteve o seu doutoramento da Universidade de Cambridge em 1952 sobre a sua investigação sobre a estrutura do músculo, Szent-Györgyi tinha transformado a sua carreira em investigação sobre o cancro. Huxley foi para o laboratório de Francis O. Schmitt no Massachusetts Institute of Technology com uma bolsa de pós-doutoramento em Setembro de 1952, onde se juntou a ele outro bolseiro inglês de pós-doutoramento, Jean Hanson, em Janeiro de 1953. Hanson teve um doutoramento em estrutura muscular pelo King’s College, Londres, em 1951. Huxley tinha usado difracção de raios X para especular que as proteínas musculares, particularmente a miosina, formam filamentos estruturados dando origem a sarcomere (um segmento de fibra muscular). O seu principal objectivo era utilizar a microscopia electrónica para estudar os detalhes desses filamentos como nunca tinha sido feito antes. Rapidamente descobriram e confirmaram a natureza filamentosa das proteínas musculares. A miosina e a actina formam filamentos sobrepostos, constituindo os filamentos de miosina principalmente a banda A (a região escura de um sarcômero), enquanto os filamentos de actina atravessam ambas as bandas A e I (região clara). Huxley foi o primeiro a sugerir a teoria do filamento deslizante em 1953, afirmando:
“… f postula-se que o alongamento do músculo ocorre, não por uma extensão dos filamentos, mas por um processo em que os dois conjuntos de filamentos deslizam um para o outro; a extensibilidade será então inibida se a miosina e a actina estiverem ligadas entre si.”
Later, em 1996, Huxley lamentou ter incluído Hanson na formulação da sua teoria porque esta se baseava no seu trabalho colaborativo.
Andrew Huxley, que Alan Hodgkin descreveu como “feiticeiro com aparelho científico”, tinha acabado de descobrir o mecanismo da transmissão do impulso nervoso (potencial de acção) (pelo qual ele e Hodgkin ganharam mais tarde o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1963) em 1949 usando o seu próprio desenho de pinça de tensão, e estava à procura de um associado que pudesse dissecar correctamente as fibras musculares. Por recomendação de um amigo próximo Robert Stämpfli, o médico alemão Rolf Niedergerke juntou-se a ele na Universidade de Cambridge em 1952. Nessa altura, ele percebeu que o microscópio de contraste de fase convencionalmente utilizado não era adequado para estruturas finas de fibras musculares, e assim desenvolveu o seu próprio microscópio de interferência. Entre Março de 1953 e Janeiro de 1954, executaram a sua investigação. Huxley recordou que na altura a única pessoa que alguma vez pensou em filamentos deslizantes antes de 1953 foi Dorothy Hodgkin (mais tarde vencedora do Prémio Nobel da Química de 1964). Passou o Verão de 1953 no Laboratório Biológico Marinho em Woods Hole, Massachusetts, para aí utilizar o microscópio electrónico. Lá conheceu Hugh Huxley e Hanson, com quem partilhou dados e informações sobre os seus trabalhos. Separaram-se com um acordo que manteriam em contacto, e quando o seu objectivo fosse alcançado, publicariam juntos, se alguma vez “chegassem a conclusões semelhantes”.