Imagem de bacteria aquática obtida por microscopia eletrônica (Imagem: Rossana Melo/Laboratório de Biologia Celular)
Pesquisadores da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) chegaram a um achado científico inédito ao identificar o impacto que vírus provocam em bactérias presentes em ecossistemas de água doce. Por abrir portas para novos entendimentos sobre como diferentes espécies se relacionam em escala microbiana, o estudo foi publicado na revista internacional Environmental Microbiology, periódico de alto impacto entre a comunidade científica. O trabalho é fruto de estudos de quase duas décadas, feitos por meio da parceria entre dois laboratórios da universidade: o de Biologia Celular e o de Ecologia Aquática, ambos vinculados ao Instituto de Ciências Biológicas (ICB).
A descoberta dos cientistas consiste na identificação da capacidade, até então ainda não reconhecida, de bactérias de água doce produzirem uma grande quantidade de vesículas extracelulares em resposta à infecção por vírus. Essa constatação abre as portas para novos desdobramentos científicos sobre a funcionalidade do comportamento de bactérias frente infecções virais, considerando que vírus são grandes reguladores biológicos de bactérias e estas, por sua vez, são as principais decompositoras da matéria orgânica nos ecossistemas aquáticos – sendo, portanto, de importância ecológica significativa para o meio ambiente.
Thiago Silva é pesquisador colaborador do Laboratório de Biologia Celular e do PPGBio/UFJF (Foto: Arquivo pessoal)
Em suma, “a produção dessas vesículas pode indicar até mesmo uma estratégia de sobrevivência mediante ao ataque de vírus”, traduz o pesquisador Nathan Barros. As vesículas extracelulares, como explica o pesquisador Thiago Pereira da Silva, são associadas a vários processos biológicos importantes para a comunidade bacteriana aquática – como, por exemplo, a comunicação e a transferência de material genético entre as bactérias.
“Além disso, vesículas extracelulares podem funcionar como ‘armadilhas’ para os vírus, porque eles precisam se ligar à superfície da célula bacteriana para a infectá-las, injetando seu material genético. Com o ambiente cheio de vesículas, os vírus ‘confundem’ a superfície de vesículas com a superfície de células, injetando o material genético deles na vesícula”, exemplifica Silva.
Vírus e bactérias em alta resolução
Para identificar o que foi descrito na pesquisa, o grupo de cientistas realizou um estudo sistemático usando microscopia eletrônica de transmissão, para conseguir visualizar tanto os vírus quanto as vesículas extracelulares em alta resolução. A pesquisadora Rossana Melo, líder do grupo de pesquisa em Biologia Celular do ICB da UFJF, coordenou esta etapa do estudo, viabilizando as análises de imagens de células para quantificar as vesículas que nasceram na superfície de bactérias. “Nosso grupo vem estudando vesículas extracelulares produzidas por células humanas e é surpreendente identificar que estes pequenos contêineres são também liberados por bactérias com impacto em ecossistemas aquáticos”, compartilha Melo.
“Utilizamos técnicas de microscopia de fluorescência aliadas à marcação molecular em amostras dos ambientes aquáticos estudados. Adicionalmente, também cultivamos estas mesmas bactérias no laboratório e as submetemos à presença de vírus, também isolados dos mesmos ambientes aquáticos. A microscopia eletrônica permitiu a identificação direta de aspectos morfológicos e processos celulares”, sintetiza Thiago Silva.
Pesquisa identificou processo até então inédito em bactérias de água doce (Foto: Canva)
Próximas etapas
Ao longo de quase vinte anos, os pesquisadores dos laboratórios de Biologia Celular e de Ecologia Aquática da UFJF investigam microrganismos de ecossistemas aquáticos, buscando entender a estrutura e os processos celulares de bactérias e seus significados nos ambientes aquáticos de água doce.
“A presença de vírus e vesículas extracelulares de bactérias nas amostras de água analisadas ao longo dos anos chamou nossa atenção e nos dedicamos a entender melhor esta relação nestes ambientes”, diz Silva, que está envolvido nas pesquisas desde esde a época em que era estudante na iniciação científica. Atualmente, ele é pesquisador colaborador no Laboratório de Biologia Celular e colaborador na Pós Graduação em Biodiversidade da UFJF.
“Nas próximas etapas da pesquisa, pretendemos aprofundar nossas investigações nos aspectos funcionais das vesículas extracelulares nos ambientes aquáticos, bem como identificar o seu conteúdo molecular. Além disso, temos estudado outros interessantes processos relacionados em bactérias aquáticas, como mecanismos de morte celular”, finaliza Silva.
Pesquisa está alinhada aos ODS da ONU
As ações de pesquisa da UFJF estão alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU). A iniciativa citada nesta matéria se alinha ao ODS 14 (Vida na água).
Confira a lista completa no site da ONU.
Outras informações:
Confira o artigo na íntegra: Enhanced ability of freshwater bacteria to secreteextracellular vesicles upon interaction with virus
Laboratório de Biologia Celular