p Sempre que usamos nossos smartphones para verificar as redes sociais, enfrentamos muitas bactérias nos dispositivos - ainda mais do que nos assentos de sanitários, de acordo com um estudo da Universidade do Arizona. Essas bactérias podem ter sua própria forma de rede social que, como o Facebook, permite que as criaturas unicelulares se atraiam e se repelam. p Esse insight se origina de novas pesquisas feitas por cientistas do Departamento de Energia dos EUA (DOE), que determinaram as estruturas moleculares de um conjunto altamente especializado de proteínas. Essas proteínas são usadas por uma cepa da bactéria E. coli para se comunicar e defender seu território.

p O trabalho pode levar a novas estratégias biomédicas para superar bactérias patogênicas que causam doenças infecciosas, como pneumonia e doenças transmitidas por alimentos. É o mais recente avanço de um grupo de cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do DOE; a Universidade da Califórnia, Santa Bárbara (UCSB); e a Universidade da Califórnia, Irvine.

p O trabalho se baseia na descoberta de 2005 pelos pesquisadores da UCSB de que a bactéria produz proteínas tóxicas, que eles podem transferir para seus vizinhos através do contato direto para matá-los ou controlá-los, possivelmente para obter melhor acesso aos nutrientes. Ela ocorre apenas em comunidades microbianas densamente povoadas por meio de um processo denominado inibição de crescimento dependente de contato (CDI).

p "Estamos basicamente aprendendo como as bactérias interagem e se comunicam, "disse Andrzej Joachimiak, um Cientista Distinto de Argonne na Divisão de Biociências do laboratório. "Temos algumas ideias que estamos tentando resolver, porque as toxinas podem ter atividades diferentes. Eles podem afetar bactérias diferentes de forma diferente. "

p "Esses sistemas são encontrados não apenas no solo e nas bactérias intestinais, mas também em patógenos humanos, "disse Joachimiak, que também é pesquisador sênior do Instituto de Computação da Universidade de Chicago. "Algumas dessas toxinas dos sistemas CDI estão presentes em Pseudomonas aeruginosa, por exemplo, que está envolvida em doenças pulmonares. "

p Joachimiak e 10 co-autores publicaram suas descobertas em 29 de setembro, Edição de 2017 da revista Pesquisa de ácidos nucléicos .

p A equipe de Argonne obteve as estruturas moleculares de proteínas que pertencem a um sistema de três partes da cepa NC101 de E. coli. As três partes consistem na toxina CDI, sua proteína imunológica e seu fator de alongamento. O último, conhecido como EF-Tu, é uma proteína que desempenha um papel fundamental na síntese de proteínas. Conhecer as estruturas das proteínas de todas as três partes ajuda os cientistas a compreender sua função.

p A descoberta da proteína da imunidade levou os cientistas a suspeitar que o propósito do sistema inclui não apenas a competição, mas também a sinalização, o processo pelo qual as células bacterianas se comunicam entre si, bem como matar e controlar outras bactérias.

p "Existem realmente apenas algumas moléculas da toxina que entram na célula vizinha, "disse Karolina Michalska, um cristalógrafo de proteínas em Argonne e co-autor principal do artigo. "É difícil estimar a extensão real do dano celular. É por isso que pensamos que não é para matar, mas sim para controlar e comunicar. "

p A toxina pode atuar no ácido ribonucleico de transferência (tRNA) apenas em circunstâncias altamente específicas.

p "Esta toxina em particular atua no tRNA e precisa ser um conjunto muito específico de tRNA, "Michalska disse." Este é o primeiro caso em que vemos o fator de alongamento como esse componente extra necessário para a toxina funcionar. "

p A equipe de Argonne coletou dados sobre as estruturas de proteínas usando a linha de luz do Centro de Biologia Estrutural na Fonte Avançada de Fótons (APS), um Departamento de Energia Office of Science User Facility. O APS é uma fonte de luz de terceira geração, fornecendo raios X extremamente brilhantes que permitem aos pesquisadores mergulhar nas matrizes de moléculas dentro dos materiais. Usando esta ferramenta, pesquisadores podem caracterizar, ou identificar, proteínas biológicas e inspecionar processos químicos em nanoescala (um bilionésimo de um metro).

p A equipe de pesquisa de Argonne também aproveitou a facilidade de caracterização avançada de proteínas do laboratório, que oferece as tecnologias mais avançadas do país para estudar novas classes de proteínas e complexos de proteínas.