Uma nova espécie bacteriana mesófila, oxidante de enxofre, Hydrogenimonas cancrithermum, foi descoberto em uma fonte hidrotermal de águas profundas, melhorando nossa compreensão da evolução e diversidade bacteriana. Esta descoberta demonstra a importância do cultivo microbiano na complementação dos estudos genómicos, oferecendo novos conhecimentos sobre a adaptação e evolução das bactérias do fundo do mar. A imagem acima mostra o local da fonte hidrotermal de águas profundas conhecido como ‘Crab Spa’ no East Pacific Rise. Crédito: Foto cortesia de Stefan Sievert, WHOI/NSF/HOV Alvin, Woods Hole Oceanographic Institution
Um recém-descoberto espécies de bactérias encontradas na fonte hidrotermal de águas profundas conhecida como ‘Crab Spa’ oferece informações significativas sobre a evolução das bactérias.
As fontes hidrotermais de águas profundas, semelhantes às fontes termais no fundo do oceano, são um espetáculo da natureza. Aqui, a água do mar penetra na crosta oceânica, aquecendo e depois subindo de volta ao fundo do oceano carregada de solutos nutritivos. Notavelmente, estas fontes abrigam ecossistemas prósperos, completamente desprovidos de luz solar. Neste ambiente único, os micróbios assumem o papel central de produtores primários, aproveitando o poder da quimiossíntese, semelhante à forma como as plantas na superfície da Terra utilizam fotossíntese para converter luz em energia.
Esforços de pesquisa colaborativa e novas descobertas
Pesquisadores da Universidade de Hokkaido, em colaboração com colegas da Woods Hole Oceanographic Institution, têm trabalhado na compreensão da diversidade microbiana em ambientes hidrotermais de águas profundas na região do Pacífico Leste, com base em estudos de cultivo de micróbios. Eles isolaram uma nova cepa de campilobactérias de uma fonte de água quente conhecida como ‘Crab Spa’ e a batizaram Hydrogenimonas cancrithermum, depois do site. Suas descobertas foram publicadas na revista Jornal Internacional de Microbiologia Sistemática e Evolutiva.
DSV Alvin com a nave-mãe R/V Atlantis. Crédito: Foto de Jennifer Barone, Instituição Oceanográfica Woods Hole
“As espécies quimiolitoautotróficas da classe Campylobacteria (também conhecida como Epsilonproteobacteria) são reconhecidas como um grupo bacteriano ecologicamente importante nas fontes hidrotermais, contribuindo para a produção primária”, explica a professora assistente Sayaka Mino, primeira autora do artigo e líder do grupo de pesquisa da Faculdade de Ciências Pesqueiras. , Universidade de Hokkaido. “Por outro lado, alguns membros desta classe, por exemplo, Helicobacter, Arcobactere Campylobactertambém são patógenos bem conhecidos de humanos e animais.”
Características exclusivas de Hydrogenimonas cancrithermarum
Hidrogenimonas é conhecido como o gênero termofílico (adaptado a temperaturas quentes) que está mais intimamente relacionado aos gêneros mesófilos e patogênicos da classe Campylobacteria. No entanto, apenas duas espécies descritas foram relatadas até agora neste gênero. O presente estudo revelou que a nova cepa representa a primeira bactéria mesófila (adaptada a temperaturas moderadas) e oxidante de enxofre do gênero, ampliando as características fisiológicas e metabólicas do gênero.
“A descoberta de um mesófilo Hidrogenimonas espécie foi inesperado. A cepa provavelmente nos dá a oportunidade de investigar sua transição evolutiva de um estilo de vida termofílico para um mesófilo e de um estilo de vida autotrófico (capaz de criar compostos orgânicos) para um heterotrófico (consome autotróficos para obter compostos orgânicos)”, diz Mino.
Eles ainda conduziram um estudo comparativo abrangente dos genomas de Campylobacteria e descobriram que os genes responsáveis pela via da fosfotransacetilase-acetato quinase (Pta-AckA) tendem a ser conservados entre Hidrogenimonas e as espécies mesófilas que posteriormente divergiram de Hidrogenimonasindependentemente do seu metabolismo e patogenicidade.
“A via Pta-AkaA foi relatada em uma doença patogênica Campylobacter espécies desempenham um papel importante na colonização de hospedeiros. Embora ainda não entendamos seu papel específico no gênero Hidrogenimonasa aquisição dos genes pode representar um evento chave que permitiu a sua diversificação de fontes de águas profundas para outros ambientes”, afirma o Dr. Stefan Sievert, líder do grupo de investigação do Woods Hole Oceanographic Institution.
“Hoje em dia, os estudos da diversidade microbiana baseiam-se em grande parte em abordagens de sequenciação metagenómica independentes do cultivo, que produzem enormes quantidades de dados”, conclui Mino, “No entanto, é vital lembrar a importância do cultivo, como demonstrado pelo isolamento da nova estirpe que difere marcadamente de outros membros do gênero Hidrogenimonas.” Os investigadores continuarão os seus esforços para descobrir novas espécies cultiváveis e assim contribuir para a compreensão da diversidade das Campylobacteria.
Referência: “Hydrogenimonas cancrithermum sp. nov., um quimiolitoautotrófico mesófilo oxidante de hidrogênio e tiossulfato isolado de fluidos de fluxo difuso na elevação do Pacífico Leste, e uma descrição alterada do gênero Hidrogenimonas” por Sayaka Mino, So Fukazawa, Jiro Tsuchiya, Jesse C. McNichol, Stefan M. Sievert, Shogo Yamaki, Yasuhiro Ando e Tomoo Sawabe, 3 de novembro de 2023, Jornal Internacional de Microbiologia Sistemática e Evolutiva.
DOI: 10.1099/ijsem.0.006132
O estudo foi financiado pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência, pela National Science Foundation e pela Woods Hole Oceanographic Institution.
