UNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDE
SEVILLA 12 fev. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe de pesquisa do Centro Andaluz de Biologia do Desenvolvimento (CABD) deu um passo adiante na compreensão da complexa maquinaria que permite que as bactérias se movimentem em seu ambiente. Em um estudo recente, liderado por Fernando Govantes, pesquisador do Departamento de Microbiologia da Universidade Pablo de Olavide (UPO) e publicado recentemente na revista Microbiological Research, a equipe descobriu os mecanismos moleculares que regulam a montagem e o posicionamento dos flagelos, pequenas estruturas em forma de hélice que funcionam como "motores elétricos" nessas células.
De acordo com a UPO, os flagelos bacterianos são essenciais para a mobilidade de muitos microrganismos, que os utilizam para escapar de condições adversas e explorar novos habitats.
"Cada espécie bacteriana tem flagelos em um número e localização característicos. A conhecida 'Escherichia coli' tem flagelação peritríquia, ou seja, vários flagelos em toda a sua superfície. Nessas bactérias, após a divisão celular, cada uma das células-filhas herda metade dos flagelos da célula-mãe", explicou Fernando Govantes, pesquisador da UPO e chefe do grupo "Genetics of bacterial biofilm development" no CABD, um centro conjunto do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha (CSIC), da Universidade Pablo de Olavide e do Governo Regional da Andaluzia.
Outras bactérias, por outro lado, "têm um ou vários flagelos em apenas um de seus polos", acrescentou o pesquisador, "portanto, nessas bactérias, o compartilhamento é impossível, de modo que uma das células-filhas herda o flagelo ou os flagelos da célula-mãe". Então, "como essas bactérias garantem que as duas células filhas estejam equipadas com os flagelos que correspondem às suas espécies", disse ele.
O trabalho da equipe do CABD estudou esse problema na bactéria Pseudomonas putida, conhecida por sua capacidade de colonizar solos e raízes de plantas e contribuir para a agricultura e a melhoria da qualidade ambiental. Nesse caso, os flagelos são agrupados em um dos polos da célula, formando um tufo de três a seis unidades.
UMA DESCOBERTA IMPORTANTE NA BIOLOGIA BACTERIANA
O estudo revela como a Pseudomonas putida é capaz de produzir novos flagelos em seu "novo" polo - criado após a divisão celular - enquanto mantém os flagelos herdados do "antigo" polo. Esse processo garante que ambas as células-filhas tenham a capacidade de se mover, mesmo nos casos em que não herdam diretamente os flagelos da célula-mãe.
O trabalho identifica três proteínas fundamentais nesse processo: FleN, FlhF e FimV. Essas moléculas atuam como blocos de construção para determinar quantos flagelos são produzidos, onde eles são posicionados e quando são montados. Em particular, a proteína FimV funciona como um "sinalizador molecular, guiando o maquinário de montagem para o lugar certo e garantindo que novos flagelos surjam exatamente no momento da divisão celular, sendo essa nova função da proteína FimV uma das descobertas centrais desse estudo", detalharam.
De acordo com os pesquisadores, esse mecanismo de regulação espacial, temporal e numérica é um "exemplo fascinante de precisão biológica, comparável ao funcionamento de um relógio molecular". "A capacidade de criar flagelos no lugar certo e na hora certa é essencial para a sobrevivência de muitas bactérias. Esse processo, longe de ser aleatório, é finamente controlado em nível molecular", explica Marta Pulido-Sánchez, principal autora do estudo.
IMPORTÂNCIA DA DESCOBERTA
O estudo não apenas amplia nossa compreensão de como as bactérias conseguem se mover, mas também tem implicações mais amplas para a biologia molecular e a evolução. Com relação à motilidade bacteriana e à colonização de habitats, deve-se observar que os flagelos permitem que as bactérias "colonizem ambientes complexos, incluindo solos agrícolas e organismos vivos". Entender como esse mecanismo é formado pode abrir as portas para novas estratégias de controle de bactérias patogênicas ou melhorar o desempenho de bactérias benéficas na agricultura e na biotecnologia.
A descoberta também lança luz sobre outro fenômeno, a geração de polaridade celular, que se refere à diferenciação entre as extremidades de uma célula. Esse conceito, comum em organismos complexos, "tem suas raízes em processos como os observados em bactérias, o que ajuda a entender as origens evolutivas de estruturas e funções celulares mais avançadas", relatam.
PRÓXIMAS ETAPAS DA PESQUISA
A equipe de pesquisa planeja se aprofundar em várias questões em aberto, como a magnitude dos fenômenos de polaridade celular, o momento da montagem dos flagelos com o ciclo celular e as diferenças moleculares que explicam por que algumas bactérias produzem vários flagelos e outras apenas um.
De acordo com os autores, pequenas variações nas proteínas envolvidas poderiam ser responsáveis pela diversidade de padrões de flagelação observados na natureza. Isso levanta novas questões sobre a relação entre a estrutura dos flagelos, o habitat e o estilo de vida de cada bactéria.
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