Modelo extracelular alterado. O modelo biomolecular baseado na análise de dados de expressão gênica apóia a redução de moléculas de glicose (gradiente azul) e acúmulo de ácido (gradiente dourado) propostas para ocorrer na camada limite ao redor da célula. Este ambiente extracelular alterado foi hipotetizado como resultado de um efeito da redução das forças impulsionadas pela gravidade atuando no sistema celular-fluido e foi apresentado como o mecanismo biofísico que governa o comportamento bacteriano no espaço. Círculos azuis indicam superexpressão de genes associados ao metabolismo, enquanto os círculos dourados representam a superexpressão de genes de condição ácida. Crédito:Zea et al (2016)
O transporte extracelular reduzido de moléculas pode explicar as mudanças no comportamento bacteriano no espaço, de acordo com um estudo publicado em 2 de novembro, 2016 no jornal de acesso aberto PLOS ONE por Luis Zea da Universidade do Colorado, Pedregulho, e colegas.
Compreender o comportamento das bactérias no espaço é importante para proteger os astronautas em voos espaciais longos, e pesquisas anteriores mostraram que as bactérias se comportam de maneira diferente no ambiente de microgravidade do espaço. Por exemplo, no espaço, as bactérias se multiplicam em números maiores e, em alguns casos, são mais virulentas e menos suscetíveis a antibióticos. Os pesquisadores haviam teorizado anteriormente que esse comportamento resulta da falta de gravidade, reduzindo o movimento das moléculas extracelulares e levando à redução da disponibilidade de nutrientes, Contudo, havia poucas evidências para apoiar essa teoria.
Para obter mais informações sobre o modelo de transporte extracelular reduzido, os autores do presente estudo compararam a expressão gênica entre E. coli crescido na Estação Espacial Internacional e crescido na Terra. Os autores descobriram que no espaço, bactérias expressaram mais genes associados a condições de fome, incluindo genes que codificam proteínas para a síntese de aminoácidos, quebra da glicose e uso de fontes alternativas de carbono. Este padrão de expressão gênica é provavelmente uma reação à disponibilidade reduzida de glicose, apoiando o modelo de movimento reduzido de moléculas no ambiente extracelular da bactéria.
Esses novos dados de expressão gênica, portanto, fornecem evidências adicionais de que o comportamento alterado das bactérias no espaço resulta da redução da gravidade, conduzindo ao transporte extracelular reduzido de moléculas. Futuros experimentos de voos espaciais que examinam uma variedade de outras espécies bacterianas em diferentes condições de crescimento podem ajudar a explicar as mudanças no crescimento bacteriano e na virulência que podem afetar significativamente as pessoas que vivem no espaço.
"O ambiente de microgravidade da Estação Espacial Internacional agora está sendo usado para uma miríade de linhas de pesquisa, por exemplo:desenvolvimento de vacinas, encontrar novos alvos moleculares contra patógenos resistentes a drogas, e teste de moléculas a serem usadas contra osteoporose ou câncer, "Zea diz." Esta nova compreensão de como os processos biofísicos extracelulares iniciam sinais de transdução mecânica em bactérias no espaço pode servir não apenas para proteger os astronautas enquanto se aventuram além da órbita terrestre, mas essas outras linhas de pesquisa também. "
