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Ciência e Tecnologia

Descoberta revolucionária: Cianobactérias marinhas se comunicam através de nanotubos de membrana

Um novo estudo revela que as cianobactérias marinhas se comunicam. Três anos atrás, María del Carmen Muñoz, uma pesquisadora da Universidade de Córdoba, estava observando ao microscópio eletrônico para estudar os vesículas de cianobactérias marinhas e encontrou, quase por acidente, algo que não esperava: estruturas que, embora já tivessem sido descobertas anos atrás em outras bactérias, nunca haviam sido encontradas nesse tipo de organismo vivo, responsável por produzir mais da metade do oxigênio na Terra. Assim começou um extenso estudo realizado por uma equipe multidisciplinar. Hoje,-06/06/2024- seu trabalho acabaram de ser publicados na revista Science Advances.

Essas estruturas estranhas são chamadas de nanotubos de membrana, e o mais relevante é que, segundo o estudo, esses pequenos tubos permitem que esses seres vivos transfiram material, gerando uma ponte de troca, uma espécie de mangueira que se conecta com células próximas, permitindo-lhes transferir substâncias de algumas cianobactérias para outras. Desde a descoberta desses organismos, esta é a primeira vez que o contato físico e direto entre eles é demonstrado. “Esta descoberta tem enormes implicações e fortalece a ideia de que precisamos mudar a maneira como pensamos sobre as cianobactérias”, disse o pesquisador José Manuel García.

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Desafiando a ideia de que esses organismos operam isoladamente, o estudo sugere que eles poderiam atuar como uma espécie de rede na qual interagem, uma premissa de grande relevância considerando que esses seres vivos são os organismos fotossintéticos mais abundantes no planeta, representando um verdadeiro “pulmão” para os oceanos e sendo indispensáveis para a sustentação da vida como a conhecemos. Nos últimos anos, o estudo, liderado pela principal pesquisadora María del Carmen Muñoz, mobilizou um grupo multidisciplinar composto, entre outros, pelos Departamentos de Bioquímica, Biologia Molecular e Biologia Celular da UCO;

o Instituto Maimonides de Investigação Biomédica (Córdoba), o Instituto Universitário de Pesquisa Marinha da Universidade de Cádiz, o Instituto de Bioquímica Vegetal e Fotossíntese (Sevilha) e a oceanógrafa Sallie W. Chisholm, membro do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e descobridora do gênero de cianobactérias Prochlorococcus. Desde o início do estudo e após revisar a literatura disponível sobre esses nanotubos em outras bactérias, a equipe realizou diferentes experimentos em laboratório, como o uso de proteínas fluorescentes e seu monitoramento por microscopia de fluorescência; e o uso de microscopia eletrônica para a caracterização dessas estruturas. Através desses testes, eles conseguiram confirmar que há uma troca de material do interior de uma célula para a outra.

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Além disso, como explicou Elisa Angulo, estudante de doutorado e primeira autora do estudo, o trabalho mostrou que essa transferência de substâncias ocorre não apenas em cianobactérias do mesmo linhagem, mas também entre aquelas de diferentes linhagens, algo que foi verificado não apenas em nível laboratorial, mas também em amostras naturais do oceano. Como é comum na ciência, essas descobertas agora abrem espaço para novas questões: essa transferência de moléculas é um mecanismo de apoio ou uma arma para competir pela sobrevivência? Que outras substâncias poderiam ser trocadas, além de proteínas? Existe alguma relação entre esse mecanismo e a quantidade de alimento disponível no ambiente?

Elisa Angulo, pesquisadora da Universidade de Córdoba, já está tentando responder a esta última pergunta e acabou de concluir uma viagem em alto mar na qual pesquisou o comportamento desses seres vivos em áreas oligotróficas do Pacífico, pobres em nutrientes. Teremos que esperar pelos próximos meses para continuar adquirindo conhecimento sobre essas bactérias marinhas, os seres vivos que inventaram a fotossíntese e que, com mais de 3,5 bilhões de anos, representam uma das formas de vida mais antigas conhecidas. Seu estudo, portanto, não é apenas de vital importância para os ecossistemas, mas também para entender processos fundamentais no vasto campo da Biologia.

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