Os micróbios estão por toda parte - nos humanos, eles nos protegem de bactérias nocivas e nos ajudam a digerir os alimentos; em solos, eles fornecem nutrientes e estimulam o crescimento das plantas. Os micróbios vivem até mesmo em sedimentos abaixo do fundo do mar, onde desempenham um papel fundamental no ecossistema subaquático.

Os cientistas estão identificando e caracterizando mais micróbios a cada ano usando tecnologias de sequenciamento de DNA. À medida que cada nova espécie é sequenciada, os cientistas o adicionam à "árvore da vida microbiana, "criando um censo virtual do que está lá.

Acontece que não é um trabalho fácil. Para colocar as coisas em perspectiva, os cientistas não têm certeza de quantos micróbios existem. As estimativas variam amplamente de milhões a trilhões.

Jennifer Biddle e Rosa Leon-Zayas, professora da Universidade de Delaware, que completou o trabalho de pós-doutorado na UD no início deste ano, descreveu recentemente novos detalhes sobre micróbios conhecidos como Parcubacteria em um artigo publicado em Microbiologia Ambiental .

As Parcubacteria foram encontradas em amostras de sedimento coletadas por James Cameron na região Challenger Deep da Fossa Mariana durante a Deepsea Challenge Expedition. Orientador de doutorado de Leon-Zayas, Doug Bartlett, do Scripps Institution of Oceanography, foi um cientista-chefe da expedição.

"De uma perspectiva científica, Challenger Deep foi uma oportunidade inestimável de coletar amostras da parte mais profunda do oceano, "disse Leon-Zayas, o autor principal do artigo, agora é professor assistente na Willamette University.

Os cientistas tradicionalmente aprenderam como os micróbios funcionam, cultivando-os e estudando-os em placas de Petri e provetas. Não foi até o sequenciamento de DNA avançar para incluir a capacidade de separar e testar micróbios presentes em amostras ambientais (como solos ou sedimentos) que os cientistas perceberam que haviam perdido uma grande porção de bactérias agora chamadas de Radiação de Filos Candidatos (CPR).

Um grupo de micróbios CPR chamado Parcubacteria tinha sido visto nas águas subterrâneas e sedimentos rasos de alguns lugares na terra, mas só tinha sido intensamente estudado em amostras de sedimentos de um aquífero perto de Rifle, Col.

Quando Cameron coletou amostras de sedimentos no fundo da trincheira, os cientistas descobriram que muitas espécies diferentes de Parcubacteria vivem lá, também.

"Estávamos interessados ​​em ver se os micróbios que vivem no fundo do oceano tinham o mesmo estilo de vida que os micróbios que vivem nos solos de Rifle, Colorado, "disse Biddle, microbiologista marinho e professor associado do College of Earth, Oceano, e Escola de Ciências e Políticas Marinhas do Meio Ambiente.

Leon-Zayas usou uma técnica de classificação para separar as células microbianas das partículas de sedimento para que os cientistas pudessem amplificar e sequenciar o DNA do micróbio. Os pesquisadores então caracterizaram os genomas microbianos individuais. Com base nos genes que estão presentes no genoma - seções do DNA que definem de quais metabolismos uma célula é capaz - os cientistas podem inferir o que a bactéria está fazendo.

Este sequenciamento genômico revelou que Parcubacteria do mar profundo tem um metabolismo bastante simples; mas os genomas eram maiores do que os de seus primos terrestres e até tinham alguns recursos extras. Em particular, essas características indicaram que a bactéria pode ser capaz de realizar respiração anaeróbica, usando coisas como nitrato para respirar em vez de oxigênio.

Parcubacteria também parecia ter mais proteínas e enzimas associadas a ambientes frios, não é de se estranhar, já que o fundo da Fossa das Marianas é frio e escuro.

"Faz sentido que os organismos no fundo do oceano tenham que ser mais autossuficientes. O ambiente é extremo e não há tanta comida, "Biddle disse.

Enquanto a descoberta adiciona um novo ramo à árvore genealógica microbiana, muitas perguntas sem resposta permanecem.

De acordo com Biddle, que faz parte de uma equipe UD que recentemente ganhou uma bolsa da Fundação Keck para se aprofundar na pesquisa microbiana, O sequenciamento de DNA revelou uma nova área enorme da microbiologia que era desconhecida há uma década.

O rápido desenvolvimento de tecnologia tem sido a chave para o avanço do campo, ela disse, desde o desenvolvimento de submersíveis capazes de transportar cientistas até o fundo da trincheira, para novos instrumentos sofisticados, como citômetros de fluxo, que ajudam os cientistas a classificar, sequenciar e analisar o mais ínfimo dos organismos.

Quanto mais cientistas descobrem, Contudo, mais eles percebem que há para aprender.

"É uma grande área para descoberta agora, "Biddle disse.