p Os microrganismos que vivem nos sedimentos enterrados abaixo do fundo do mar obtêm seus nutrientes usando enzimas secretadas para degradar os detritos adsorvidos. Um novo estudo mostra que, para sobreviver por escalas de tempo longas, os microorganismos comem uns aos outros depois de morrer. p Os sedimentos que sustentam os oceanos do mundo abrigam uma grande variedade de comunidades microbianas. Muitos dos organismos neste frio, ambiente anóxico depende para sua sobrevivência de matéria orgânica. De fato, sedimentos marinhos constituem o maior reservatório de carbono orgânico da Terra, e compreender a dinâmica de sua reciclagem é vital para uma avaliação confiável do impacto do aquecimento global. Muito do carbono fixo encontrado nos sedimentos consiste em proteínas detríticas e carboidratos. Contudo, pouco se sabe sobre os grupos microbianos responsáveis ​​pela decomposição de compostos de carbono no subseafloor. Para ajudar a preencher essa lacuna em nosso conhecimento, William Orsi, Professor de Geomicrobiologia no Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da LMU, começou a caracterizar esses grupos, analisando, no nível genético, as enzimas que secretam em seu ambiente. Os resultados do estudo já foram publicados online na revista Nature Microbiology .

p Os microrganismos usam enzimas extracelulares para catalisar a degradação química dos orgânicos, substâncias contendo carbono no meio circundante. Os produtos de degradação resultantes são absorvidos por proteínas de transporte especializadas e servem como fontes de energia e blocos de construção para o crescimento celular. Todas as enzimas destinadas à exportação das células contêm um curto, sequência definida de aminoácidos que serve como uma etiqueta de identificação, que é reconhecido pelo aparelho secretor que lhes permite ter acesso ao exterior da célula. Fragmentos ambientais de RNA recuperados de sedimentos podem ser amplificados e analisados ​​em laboratório, permitindo assim as sequências dessas tags, que codificam informações para a produção das próprias enzimas. "Usando um novo método de bioinformática, buscamos evolutivamente conservados, e, portanto, funcionalmente importante, motivos de sequência de aminoácidos dentro dessas sequências de reconhecimento. Desta maneira, Nós fomos capazes, pela primeira vez, não apenas para usar dados genéticos para deduzir funções enzimáticas, mas também para identificar especificamente as enzimas que são secretadas pelas células que vivem nesses sedimentos, "Orsi explica.

p Orsi e seus colegas usaram dados de sequência que foram obtidos em um estudo anterior de RNA ambiental recuperado de um local de perfuração em alto mar na costa do Peru. Os novos resultados mostram que as bactérias, archaea e fungos enterrados nos sedimentos do fundo do mar produzem e secretam uma constelação única de enzimas. Esses catalisadores são capazes de degradar biomoléculas que estão associadas aos depósitos sedimentares, como carboidratos, lipídios e proteínas - mas também podem eliminar nutrientes das células mortas. "Muitas das enzimas sintetizadas e secretadas por células fúngicas atacam especificamente as paredes celulares das arquéias, enquanto muitas das enzimas extracelulares liberadas por bactérias podem degradar as paredes celulares dos fungos, "Orsi diz." Em outras palavras, diferentes classes de micróbios aparentemente canibalizam as 'carcaças' uns dos outros. "Presumivelmente, os microorganismos utilizam esta 'necromassa' como fonte de carbono e energia, que os permite sobreviver nesta zona anóxica hostil, muito além do alcance da luz solar. Os sedimentos mais antigos encontrados no núcleo de perfuração foram recuperados de uma profundidade de 159 metros abaixo do fundo do mar e têm 2,8 milhões de anos.

p Os pesquisadores agora querem saber quanto carbono é reciclado pelos vários grupos de organismos, a fim de estimar suas contribuições individuais para o ciclo global do carbono. "Nossos dados poderiam então ser incorporados em modelos biogeoquímicos, o que aumentaria o poder preditivo de tais modelos, "Orsi diz.