Com que frequência você realmente pensa em bactérias? Os organismos microscópicos constituem a grande maioria da vida na Terra, e há alguns cientistas que consideram que o seu potencial é surpreendente. Nossos minúsculos companheiros unicelulares possuem uma vasta gama de propriedades e usos – extrair ouro, por exemplo, ou fabricar seu próprio álcool. O mundo microbiano é surreal e fascinante, do qual não pode haver dúvidas. Aqui estão dez das mais estranhas descobertas científicas e experimentos envolvendo insetos pequenos.
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10 O micróbio que faz cocô em ouro
Cupriavidus metallidurans é um organismo bastante bizarro. A minúscula bactéria engole compostos metálicos e essencialmente expele pepitas de ouro.
Esta propriedade incomum decorre de como C. metallidurans interage com seu ambiente. Os solos em que vive estão cheios de minerais tóxicos como cobre e ouro. Ambos os metais são prejudiciais em grandes quantidades, mas o cobre é essencial para a sobrevivência do micróbio. Assim, a bactéria absorve minerais do solo e os converte em uma forma menos perigosa.
Se houver muito ouro, C. metallidurans usa uma enzima conhecida como CopA para evitar a absorção de quaisquer compostos tóxicos. “Isso garante que menos compostos de cobre e ouro entrem no interior celular”, explicou o autor, Professor Dietrich H. Nies.
“A bactéria é menos envenenada e a enzima que bombeia o cobre pode eliminar o excesso de cobre sem impedimentos. Outra consequência: os compostos de ouro que são difíceis de absorver transformam-se na área externa da célula em pepitas de ouro inofensivas com apenas alguns nanômetros de tamanho.” [1]
9 Bactérias de 100 milhões de anos desenterradas do fundo do oceano
Em julho de 2020, os cientistas anunciaram que recuperaram com sucesso bactérias do fundo do mar do Oceano Pacífico que se acredita terem mais de 100 milhões de anos. Acredita-se que esses micróbios sejam os organismos mais antigos conhecidos na Terra.
Os micróbios que quebraram recordes incluem dez grupos principais de bactérias que permanecem adormecidas a mais de 70 metros abaixo do fundo do mar. O navio de pesquisa internacional JOIDES Resolução escavou amostras de argila sob o fundo do oceano onde a bactéria foi descoberta.
Depois de milhões de anos sem nutrientes, os cientistas ficaram surpresos ao descobrir que 99% dos micróbios sobreviveram. Os pesquisadores incubaram os organismos em laboratório por 557 dias, fornecendo nutrição em fontes de carbono e nitrogênio como amônia, acetatos e aminoácidos. [2]
8 Tratamento rancoroso para com membros preguiçosos da colônia
Por mais estranho que possa parecer, as evidências sugerem que as bactérias se comportam de forma rancorosa quando seus pares se recusam a fazer a sua parte. Sabe-se que micróbios abandonados se prejudicam deliberadamente para se vingar de membros ociosos da colônia.
Conforme explicado num relatório de 2022 da PLOS Computational Biology, as colónias de bactérias sobrevivem produzindo produtos químicos vitais, como enzimas que decompõem os alimentos em nutrientes. Quanto eles ganham é decidido por um padrão de comportamento conhecido como detecção de quórum. Quando os micróbios sentem que estão rodeados por muitos dos seus pares, produzem menos enzimas. Mas alguns insetos aproveitadores se recusam a fazer qualquer coisa e, em vez disso, tentam se deleitar com o trabalho dos outros.
Neste cenário, os cientistas ficaram surpresos ao saber que as outras bactérias também reduziriam a sua produção química. O resultado de tudo isso é que nenhum dos micróbios tem o suficiente para comer e toda a colônia pode acabar morrendo. Como dizem os investigadores, os micróbios cometem essencialmente “suicídio evolutivo” para se livrarem dos seus pares ociosos.
“Não esperávamos ver esse comportamento, que você pode até chamar de ‘rancoroso’”, explicou o Dr. Andrew Eckford, um dos principais autores do estudo. “Mas indica que a detecção de quórum é uma ferramenta extremamente flexível para impor a justiça.” [3]
7 2.000 gerações de bactérias lançam luz sobre o dilema científico
A evolução é um processo fascinante. É a razão pela qual qualquer um de nós está aqui hoje, em vez de apenas organismos unicelulares flutuando nas águas. E, no entanto, o processo ainda é um mistério.
Quanto é determinado pela diversidade do pool genético ou as mutações aleatórias desempenham um papel importante? É um debate biológico antigo. Só que agora, com a ajuda de bactérias, os cientistas da Universidade Estadual de Michigan podem estar um passo mais perto de resolver o enigma.
Em pouco menos de um ano, os pesquisadores criaram mais de 2.000 gerações de micróbios E. coli . As bactérias foram divididas em 72 populações, cada uma com um nível diferente de diversidade genética. A equipe testou sua capacidade de competir por nutrientes em diferentes gerações. Depois de cinquenta gerações, as populações com maior diversidade tinham uma clara vantagem. Mas, por volta de 500 gerações, as mutações genéticas fizeram com que as diferenças entre os grupos “não importassem mais”. Algum alimento para reflexão no debate evolutivo em curso. [4]
6 Micróbios no intestino produzem seu próprio álcool
Os cientistas há muito alertam sobre os danos que o álcool pode causar aos nossos órgãos internos. Mas em 2019, investigadores em Pequim descobriram um micróbio alcoólico que vive no intestino, produzindo álcool em grandes quantidades.
O vírus que adora beber foi detectado pela primeira vez em um paciente com uma condição incomum conhecida como síndrome da auto-cervejaria (ABS). Pessoas com ABS podem ficar bêbadas depois de comer açúcar. A doença geralmente se deve ao acúmulo de leveduras nos intestinos, mas, neste caso, os cientistas determinaram que se tratava de uma “super cepa” de bactérias.
O micróbio em questão chama-se Klebsiella pneumoniae e as evidências sugerem que pode estar ligado à doença hepática gordurosa em pessoas que não bebem álcool. Mais pesquisas são necessárias, mas, como apontam os cientistas, compreender a causa de uma condição médica abre a chance de um tratamento. [5]
5 Um tratamento para a intolerância ao glúten ou um sinal de vida extraterrestre
Em outubro de 2022, os cientistas anunciaram que tinham descoberto algumas novas cadeias de bactérias potencialmente revolucionárias escondidas numa caverna a centenas de metros de profundidade. Então, por que esses insetos subterrâneos são tão emocionantes? Bem, os investigadores – baseados nos EUA, Argélia e Suécia – consideram que podem ser usados para tratar a intolerância ao glúten.
“Encontramos cepas que podem produzir substâncias antimicrobianas, ou que podem decompor o glúten, substância que pode causar reações inflamatórias no intestino de muitas pessoas”, explicou Natuschka Lee. “Descobriu-se também que as bactérias são capazes de tolerar as condições extremas encontradas em nosso sistema digestivo.”
Mas isso não é tudo. Encontrar bactérias numa caverna subterrânea é outro sinal de que a vida pode sobreviver mesmo em condições extremas – escura, isolada, com pouco acesso a nutrientes. Tudo isto, dizem os cientistas, aponta para a possibilidade de vida microbiana permanecer desconhecida sob a superfície de Marte. [6]
4 Bactéria do tamanho de cílios é a maior já descoberta
A maioria das bactérias tem uma fração de micrômetro de tamanho, mas a maior já descoberta é na verdade visível a olho nu. Encontrada nas folhas de mangue de um pântano em Guadalupe, a Thiomargarita magnifica desafia o que os cientistas acreditavam ser o limite superior do crescimento microbiano. Os seus modelos afirmam que nenhum micróbio deveria ser capaz de sobreviver nesse tamanho, mas claramente a vida encontra um caminho.
“Para contextualizar, seria como se um humano encontrasse outro humano tão alto quanto o Monte Everest”, disse o coautor do estudo, Jean-Marie Volland.
Além do tamanho, T. magnifica possui várias outras propriedades incomuns. A maioria das bactérias tem o seu ADN flutuando no seu interior, mas esta estirpe colossal armazena o seu material genético em compartimentos. Ele também contém três vezes mais genes, com centenas de milhares de cópias complexas do genoma espalhadas pela célula.
Mas a principal coisa que deixou os cientistas coçando a cabeça é como as bactérias poderiam crescer até um tamanho relativamente enorme. [7]
3 Mineração de elementos de terras raras
Quando se trata de elementos de terras raras, as bactérias são melhores mineradores do que os humanos. É o que dizem os investigadores da Penn State University, que acreditam que a proteína lanmodulina pode desempenhar um papel fundamental na extracção de recursos e na tecnologia verde.
Os elementos de terras raras são alguns dos materiais mais vitais do mundo moderno. Desde componentes de smartphones até veículos eléctricos, mesmo que nunca tenha ouvido falar de metais como o neodímio e o disprósio, estamos todos rodeados deles. O neodímio é particularmente importante porque pode ser adicionado ao ferro para produzir ímãs incrivelmente poderosos.
Mas neste momento, estes materiais estão a revelar-se difíceis e caros de extrair. É aí que entram os micróbios. A lanmodulina faz parte de uma família de proteínas produzidas por bactérias metilotróficas. Estas proteínas fixam-se a certos metais de terras raras e aderem-se a eles com uma força fenomenal, 100 milhões de vezes mais forte do que a sua ligação a outros metais. A equipe da Penn State espera usar esta propriedade de ligação sem precedentes para revolucionar a produção limpa de terras raras. [8]
2 Cientistas ensinam micróbios a jogar jogo da velha
Graças aos pesquisadores do Conselho Nacional de Pesquisa espanhol, agora você pode jogar jogo da velha contra bactérias geneticamente modificadas.
A equipe europeia ensinou uma cepa de E. coli a jogar o jogo de uma forma científica bizarra, mas potencialmente útil. Eles modificaram os insetos para que se comportassem como sinapses no cérebro, projetando “redes neurais” a partir dos microorganismos.
Como disse o biólogo sintético Alfonso Jaramillo à New Scientist , esta estranha experiência “significa que as bactérias se comportam da mesma maneira que um componente eletrônico chamado memristor que está sendo usado para criar chips de computador que imitam como funcionam as sinapses no cérebro”. Por mais estranho que possa parecer, o grupo diz que isso abre a porta para muitos usos futuros, como a criação de microbiomas inteligentes ou a criação de materiais vivos. [9]
1 Lutando contra o câncer
O câncer é uma das condições mais debilitantes e letais do planeta atualmente. O progresso alcançado na luta contra ela é simplesmente incrível e, no entanto, ainda há um longo caminho a percorrer.
Mas imagine um futuro onde o cancro possa ser simplesmente “desligado”. Em março de 2023, imunologistas da Universidade de Columbia tiveram a ideia maluca de usar bactérias como um tratamento potencial para o câncer. Insetos geneticamente modificados penetram no tumor e desencadeiam uma resposta do sistema imunológico ao liberar proteínas quimiocinas.
O sistema imunológico reage de maneira diferente a diferentes quimiocinas. Num ensaio envolvendo ratos, as bactérias foram modificadas para atrair células T – que atacam o tumor – e células dendríticas – que essencialmente ajudam as células T a combater melhor o cancro.
“Meu aluno de pós-graduação, Thomas [Savage], teve a ideia de potencialmente utilizar esta plataforma para fornecer quimiocinas”, explicou o autor, Dr. Nicholas Arpaia. “Através de décadas de pesquisa que nos permitiram entender como uma resposta imunológica se desenvolve, [estamos] desenvolvendo terapias que visam especificamente cada uma dessas etapas distintas.” [10]
