Um mistério microbiológico de como uma bactéria poderia invadir outra e crescer dentro dela sem quebrar a outra bactéria instantaneamente foi esclarecido por cientistas da Universidade de Nottingham e da Universidade de Indiana.

Os cientistas de Nottingham estão investigando a bactéria invasora predatória Bdellovibrio bacteriovorus como um potencial terapêutico para matar bactérias patogênicas resistentes a antibióticos. Os cientistas de Indiana estão investigando do que são feitas as estruturas das células bacterianas e como elas são construídas. Para fazer isso, eles desenvolveram e usaram aminoácidos D fluorescentes (FDAAs) - substitutos coloridos para substâncias naturais encontradas nas paredes das células bacterianas. Isso foi combinado com microscopia de super-resolução com grande efeito em um novo artigo publicado hoje em Nature Microbiology .

As equipes uniram forças e descobriram que a bactéria invasora Bdellovibrio forma uma pequena "vigia" molecular reforçada na parede da bactéria hospedeira, aperta e fecha por dentro. Esse processo é como cortar e soldar uma vigia de um navio, mas em escala molecular.

A professora Liz Sockett, da Universidade de Nottingham, disse:"As bactérias que estão sendo invadidas são 100 milhões de vezes mais curtas do que um navio como o Queen Mary 2, e as bactérias invasoras são 500 milhões de vezes mais estreitas. Os materiais usados ​​para a soldagem não são de metal, é claro, mas são D-aminoácidos naturais. Estas são formas espelhadas dos aminoácidos 'L' encontrados nas proteínas dos alimentos e do nosso corpo.

"Descobrimos um segundo processo em que a bactéria invasora efetivamente 'empleta' o interior da bactéria que está invadindo, novamente usando os D aminoácidos. Isso torna o interior da bactéria um lar mais reforçado para o Bdellovibrio viver. Isso é importante porque um artigo anterior mostrou que as paredes bacterianas invadidas são inicialmente arredondadas e enfraquecidas no início do processo de invasão. "

Erkin Kuru, um estudante de doutorado na época, sugerido a Liz durante uma visita de palestra a Indiana, que ela use FDAAs coloridos para rotular as duas bactérias diferentes como os predadores atacaram. Adicionando uma nova cor assim que a invasão estava começando e mais tarde conforme ela progredia, substituiu os aminoácidos naturais que estavam sendo usados ​​e brilhou uma nova luz colorida sobre como funciona a predação.

Os FDAAs mostraram o que estava acontecendo em cada estágio e deram à equipe um 'momento eureka' quando viram que as bactérias predatórias fazem uma 'vigia' com um poro central rodeado por um anel de reforço contendo D-aminoácidos. O Bdellovibrio se espreme por esse poro e o preenche com mais material contendo D-aminoácido para que as bactérias invadidas não se rompam e todo o seu conteúdo celular interno possa ser comido pelos predadores em particular sem vazar para o exterior.

Enquanto isso está acontecendo, as bactérias predatórias vão adicionar mais FDAAs em toda a volta da parede da bactéria invadida, não apenas no anel da vigia. Nas condições experimentais, as bactérias predatórias "pintaram" este FDAA colorido, um pouco como um 'afresco' em escala molecular, às paredes da bactéria invadida em um processo que reforça a parede da bactéria invadida para que ela não entre em colapso antes que o predador tenha comido o conteúdo nutricional de seu interior. O Dr. Carey Lambert de Nottingham juntou-se ao projeto e foi capaz de encontrar algumas das 'ferramentas' que aplicam os afrescos - trata-se de um grupo de enzimas que foi pouco estudado até recentemente.

O professor Sockett conclui:"É notável ver isso em ação em uma escala tão pequena e também útil. Saber mais sobre os mecanismos usados ​​pelas bactérias predatórias invasoras pode ajudar a projetar novas maneiras de matar patógenos. Agora que os processos de invasão foram definidos deve ser possível reunir todas as ferramentas necessárias para invadir e consumir bactérias patogênicas sem liberar grandes quantidades de seus materiais celulares patogênicos por meio deles estourando. "