Uma nova investigação resolveu um mistério de longa data na microbiologia, revelando como o Bdellovibrio bacteriovorus é anterior a outras bactérias, utilizando proteínas semelhantes a fibras para capturar uma grande variedade de alvos. Esta descoberta abre potenciais utilizações destes predadores no combate a bactérias nocivas nos cuidados de saúde, na alimentação e no ambiente, representando um salto significativo no desenvolvimento de estratégias antibacterianas naturais.
Um mistério de décadas sobre como as bactérias predadoras antimicrobianas naturais são capazes de reconhecer e matar outras bactérias pode ter sido resolvido, de acordo com uma nova pesquisa.
Em um estudo publicado em Microbiologia da Naturezapesquisadores da Universidade de Birmingham e da Universidade de Nottingham descobriram como bactérias predatórias antimicrobianas naturais, chamadas Bacterívoro Bdellovibrioproduzem proteínas semelhantes a fibras em sua superfície para capturar as presas.
Esta descoberta pode permitir aos cientistas usar estes predadores para atacar e matar bactérias problemáticas que causam problemas nos cuidados de saúde, na deterioração dos alimentos e no ambiente.
Professor de Biologia Estrutural na Universidade de Birmingham, Andrew Lovering disse: “Desde a década de 1960, sabe-se que o bacteriívoro Bdellovibrio caça e mata outras bactérias entrando nas células-alvo e comendo-as por dentro antes de explodir. A questão que deixou os cientistas perplexos foi ‘como é que estas células estabelecem uma ligação firme quando sabemos quão variados são os seus alvos bacterianos?’”
Professor Lovering e Professora Liz Sockett, da Escola de Ciências da Vida da Universidade de Nottingham, colaboram nesta área há quase 15 anos. A descoberta ocorreu quando Sam Greenwood, um estudante de graduação, e Asmaa Al-Bayati, uma estudante de doutorado no laboratório Sockett, descobriram que o Bdellovibrio os predadores depositam uma vesícula robusta (uma parte “comprimida” do envelope da célula do predador) ao invadir suas presas.
O papel das vesículas e fibras na predação
A professora Liz Sockett explicou: “A vesícula cria uma espécie de câmara de descompressão ou fechadura que permite a entrada do Bdellovibrio na célula da presa. Conseguimos então isolar esta vesícula da presa morta, o que é uma novidade neste campo. A vesícula foi analisada para revelar as ferramentas utilizadas durante o evento anterior de contato predador/presa. Pensamos nisso como um serralheiro deixando a picareta, ou a chave, como prova, no buraco da fechadura.
“Observando o conteúdo das vesículas, descobrimos que, como Bdellovibrio não sabe quais bactérias irá encontrar, ele implanta uma série de moléculas semelhantes de reconhecimento de presas em sua superfície, criando muitas ‘chaves’ diferentes para ‘desbloquear’ muitas espécies diferentes. tipos de presas.”
Análise Molecular Avançada e Engenharia
Os pesquisadores fizeram então uma análise individual das moléculas, demonstrando que elas formam fibras longas, aproximadamente dez vezes mais longas que as proteínas globulares comuns. Isso lhes permite operar à distância e “sentir” presas nas proximidades.
No total, os laboratórios contaram 21 fibras diferentes. Os pesquisadores Dr. Simon Caulton, Dr. Carey Lambert e Dr. Jess Tyson trabalharam em como eles operavam tanto em nível celular quanto molecular. Eles foram apoiados pela engenharia genética de fibras por Paul Radford e Rob Till. A equipe então começou a tentar ligar uma fibra específica a uma molécula específica da superfície da presa. Descobrir qual fibra corresponde a qual presa pode permitir uma abordagem de engenharia que veja predadores personalizados visando diferentes tipos de bactérias.
O professor Lovering continuou: “Como a linhagem de predadores que estávamos observando vem do solo, ela tem um amplo alcance de morte, tornando muito difícil a identificação desses pares de fibras e presas. No entanto, na quinta tentativa de encontrar os parceiros, descobrimos uma assinatura química na parte externa da bactéria presa que se ajustava perfeitamente à ponta da fibra. Esta é a primeira vez que um recurso Bdellovibrio foi combinado com a seleção de presas.”
Os cientistas neste campo poderão agora usar estas descobertas para perguntar qual conjunto de fibras é usado pelos diferentes predadores que estudam e potencialmente atribuí-los a presas específicas. Melhorar a compreensão destas bactérias predadoras poderia permitir a sua utilização como antibióticos, para matar bactérias que degradam os alimentos ou que são prejudiciais ao ambiente.
O professor Lovering concluiu: “Sabemos que estas bactérias podem ser úteis e, ao compreendermos totalmente como funcionam e encontram as suas presas, abre-se um mundo de novas descobertas e possibilidades”.
Referência: “Bdellovibrio bacteriovorus usa proteínas de fibra quimérica para reconhecer e invadir uma ampla gama de hospedeiros bacterianos” por Simon G. Caulton, Carey Lambert, Jess Tyson, Paul Radford, Asmaa Al-Bayati, Samuel Greenwood, Emma J. Banks, Callum Clark , Rob Till, Elisabete Pires, R. Elizabeth Sockett e Andrew L. Lovering, 4 de janeiro de 2024, Microbiologia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41564-023-01552-2
A pesquisa foi financiada pelo Wellcome Trust Investigator in Science Award (209437/Z/17/Z).
