Sujeira brilhante pode ajudar cientistas a desenvolver novos biocombustíveis e super safras

Uma nova maneira de explorar algumas das menores vidas do planeta pode ter um enorme impacto nos esforços para substituir os combustíveis fósseis por alternativas verdes, tornar as lavouras resistentes à seca e até limpar o meio ambiente, anunciaram os pesquisadores. Apelidada de BONCAT, a técnica permite aos cientistas investigar melhor os mistérios da vida bem debaixo de nossos pés, no próprio solo.

A vida microbiana é a mais abundante, com bilhões de células abrangendo dezenas de milhares de espécies encontradas até na mais pequena amostra de solo. O problema é que eles também são incrivelmente difíceis de examinar. Isso levou a uma lacuna significativa de conhecimento nos laboratórios.

Ironicamente, grande parte do desafio se deve à grande abundância de micróbios a serem examinados. Em um mundo ideal, os cientistas seriam capazes de cultivar amostras específicas em culturas de laboratório, para identificar exatamente o que cada uma delas contribui para o ecossistema em geral. Infelizmente, a maioria não vai crescer nessas condições controladas.

Em vez disso, os pesquisadores precisam investigá-los in situ, onde o grande número de diferentes tipos de vida microbiana torna quase impossível identificar o papel que qualquer um desempenha. Considere que alguns podem ser seriamente inacessíveis, realizando seu trabalho a centenas de metros de profundidade, ou mesmo predominantemente inativos, e a escala do problema começa a ficar clara.

Novas pesquisas lideradas pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia da Califórnia, no entanto, poderiam abrir uma nova janela para o que está acontecendo em nosso solo. O BONCAT – ou marcação de aminoácidos não canônicos bio-ortogonais – já foi utilizado, em combinação com FACS (Fluorescent Activated Cell Sorting), para identificar micróbios marinhos ativos individuais em amostras de sedimentos oceânicos. Agora, também está sendo aplicado a microbiomas no solo terrestre.

O BONCAT + FACS funciona identificando diferentes moléculas em organismos unicelulares, apenas os micróbios que estão ativamente criando novas proteínas ligadas às etiquetas fluorescentes. Dessa forma, os pesquisadores podem diferenciar micróbios ativos de adormecidos e também de DNA comumente flutuante, nenhum dos quais estaria produzindo proteínas. Ao contrário do mapeamento de DNA existente, ele pode ser realizado em questão de horas.

“O BONCAT + FACS é uma ferramenta poderosa que fornece um método mais refinado para determinar quais micróbios estão ativos em uma comunidade em um determinado momento”, disse Rex Malmstrom, autor do estudo atual. “Isso também abre a porta para experimentarmos, avaliar quais células estão ativas na condição A e quais células se tornam ativas ou inativas quando mudadas para a condição B.”

As possibilidades de entender melhor com o que os micróbios individuais contribuem são consideráveis. Criar culturas resistentes à seca, por exemplo, poderia ser mais bem-sucedido se fossem identificados microbiomas que melhoram o consumo de água. Outras possibilidades podem estar fazendo melhores alternativas aos combustíveis fósseis, é sugerido.

Existe até a chance de criar um microbioma que ajudaria ativamente a limpar contaminantes ambientais. Vale a pena notar que todas essas aplicações em potencial são, atualmente, bastante teóricas. O que impediu os cientistas de explorá-los completamente sempre foram as deficiências das ferramentas para identificar o papel que cada micróbio desempenha.

Em seguida, aplicaremos as técnicas BONCAT + FACS a novos programas, com várias propostas já exigindo o uso da tecnologia. Isso inclui equipes do Berkeley Lab que analisam o impacto das mudanças ambientais na estimulação de microbiomas, potencialmente abrindo caminho para entender melhor o efeito das inundações e variações extremas de temperatura.

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