„Bacteriile-zombi” continuă să producă ADN chiar și după ce mor

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

„Bacteriile-zombi” continuă să producă ADN chiar și după ce mor, au descoperit cercetătorii. Deși fenomenul pare desprins dintr-un film horror, descoperirea ar putea deschide calea către obținerea unor materiale noi și către procese industriale mai puțin poluante.

„Bacteriile-zombi” continuă să producă ADN chiar și după ce mor. Multe bacterii trăiesc în biofilme, comunități în care microorganismele produc o substanță lipicioasă ce le permite să se fixeze pe diferite suprafețe. ADN-ul extracelular reprezintă una dintre componentele importante ale acestei structuri, având rol de susținere și protecție.

Gabriel Antonio Minero, de la Universitatea Aarhus (Danemarca), studiază biofilmele și modul în care bacteriile folosesc propriul material genetic în afara celulelor. Acesta poate contribui inclusiv la transferul de electroni cu mediul înconjurător.

Cercetătorul și echipa sa au investigat bacteriofagi, virusuri care infectează bacteriile. Unii dintre aceștia pot rămâne inactivi în materialul genetic al gazdei, sub forma unor structuri numite profagi, până când apar condiții favorabile reactivării. Cercetătorii au determinat reactivarea profagilor care infectau bacteriile Shewanella oneidensis și Bacillus subtilis, privând microorganismele de hrană.

„Bacteriile-zombi” continuă să producă ADN chiar și după ce mor. Cum acționează bacteriofagii?

Atunci când bacteriile sunt aproape de moarte, virusurile se reactivează, obligă celulele să producă noi copii virale și apoi ies din acestea pentru a infecta alte bacterii. În acest proces, celulele eliberează nu doar virusuri, ci și enzimele responsabile de copierea ADN-ului, alături de aminoacizii și celelalte molecule necesare producerii acestuia.

Surprinzător, enzimele continuă să funcționeze după moartea bacteriilor, folosind moleculele eliberate în biofilm pentru a sintetiza ADN nou. „Într-un fel, viața continuă și după ce bacteria a murit”, a explicat Minero, citat de IFL Science.

Pentru a verifica dacă ADN-ul observat nu fusese produs înainte de moartea celulelor și doar eliberat ulterior, cercetătorii au introdus în experiment o secvență artificială de ADN, care nu existase niciodată în interiorul bacteriilor. Aceasta putea activa coloranți fluorescenți și a fost folosită drept model pentru enzime. Rezultatele au confirmat că acestea puteau continua să copieze materialul genetic folosind moleculele disponibile.

Enzimele bacteriei B. subtilis au produs astfel lanțuri lungi de ADN, în timp ce cele ale speciei S. oneidensis au generat structuri asemănătoare florilor. Fenomenul nu a apărut în cazul bacteriilor neinfectate de virusuri, ceea ce sugerează că bacteriofagii contribuie la acest proces. Minero i-a descris drept „nanoarhitecți”, deoarece participă la construirea continuă a biofilmului.

beneficii evolutive reciproce

Cercetătorii sugerează că relația dintre bacterii și virusuri ar putea avea beneficii evolutive reciproce. Deși virusurile ucid anumite celule bacteriene, acestea erau deja amenințate de lipsa hranei, iar biofilmul consolidat ar putea ajuta alte bacterii din comunitate.

Mai mult, echipa a demonstrat că procesul poate fi controlat pentru a produce ADN cu forme specifice. Printre structurile obținute se numără G-cuadruplexurile, molecule capabile să catalizeze reacții chimice.

„Ceea ce contează cel mai mult pentru mine este că putem deturna acest proces”, a declarat Minero. Cercetătorii speră că mecanismul ar putea fi folosit pentru accelerarea unor reacții chimice importante industrial și pentru reducerea costurilor.

Bacteriile S. oneidensis și B. subtilis sunt deja utilizate în tratarea apelor uzate, iar autorii studiului cred că ADN-ul extracelular ar putea îmbunătăți eficiența acestor procese și ar putea permite obținerea unor combustibili neutri din punct de vedere al emisiilor de carbon. Sunt posibile și alte aplicații pentru combaterea poluării, însă deocamdată rămân ipotetice.

Studiul a fost publicat în revista Angewandte Chemie.

Vă recomandăm să citiți și:

Primele ceasuri nucleare au început să funcționeze. De ce ar putea măsura timpul mai precis decât ceasurile atomice

Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă

Cercetătorul care a „întinerit” celulele. Poate descoperirea lui Shinya Yamanaka să inverseze îmbătrânirea?

Pentru prima dată, cercetătorii au teleportat o imagine prin 100 de canale cuantice simultan