Os pesquisadores identificaram duas linhagens profundas de bactérias que nunca foram caracterizadas antes - e as encontraram no sorriso dentuço de um golfinho.

Essas linhagens profundas são conhecidas como filos. Um filo é uma ampla classificação taxonômica que agrupa organismos que compartilham um conjunto de características comuns devido à ancestralidade comum. A descoberta de dois filos bacterianos, bem como novos genes adicionais e produtos previstos, fornece novos insights sobre a diversidade bacteriana, a saúde dos golfinhos e a natureza única dos mamíferos marinhos em geral, disse David Relman, MD, professor de medicina e de microbiologia e imunologia da Faculdade de Medicina.

Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado em 16 de novembro em Biologia Atual . Relman, que detém a cátedra Thomas C. e Joan M. Merigan, é o autor sênior. O autor principal é Natasha Dudek, estudante de pós-graduação na UC-Santa Cruz.

O Programa de Mamíferos Marinhos da Marinha dos EUA entrou em contato com Relman há mais de 10 anos para obter ajuda para manter seus golfinhos saudáveis. Os animais são altamente treinados e realizam missões no mar.

Pesquisa anterior do grupo de Relman, em colaboração com o Centro de Mamíferos Marinhos, revelou um número surpreendente de bactérias nunca antes vistas em amostras de golfinhos e outros mamíferos marinhos, particularmente aqueles esfregados da boca dos golfinhos, disse Relman, que também é chefe de doenças infecciosas no Veterans Affairs Palo Alto Health Care System. Algumas das bactérias encontradas no estudo atual estão associadas a ramos mal compreendidos da árvore bacteriana.

"Esses organismos, sobre o qual sabemos apenas um pouquinho, são basicamente a matéria escura do mundo biológico, "disse ele." Sabíamos que havia ouro nas bocas dos golfinhos, e decidimos que era hora de ir atrás disso com métodos mais abrangentes. "

Impressionante ouro

No novo estudo, os pesquisadores identificaram linhagens bacterianas reconstruindo seus genomas a partir de pequenos fragmentos de DNA. O genoma de uma determinada célula serve como seu projeto e contém todas as suas instruções de operação, codificado em DNA. Os pesquisadores nomearam uma das linhagens recentemente identificadas como Delphibacteria, em homenagem aos golfinhos (Delphinidae é o nome latino dos golfinhos oceânicos).

Ao observar os genes codificados nos genomas dos representantes de Delphibacteria, os pesquisadores conheceram o estilo de vida da bactéria. Prevê-se que as bactérias expressem uma propriedade chamada desnitrificação, que pode afetar a saúde bucal dos golfinhos:o processo químico pode causar inflamação e pode estar relacionado a doenças gengivais. A desnitrificação também ocorre na placa dos dentes humanos, sugerindo que algo sobre as bocas dos mamíferos seleciona esse processo.

Investigando o estilo de vida bacteriano

Os pesquisadores diferenciaram as bactérias e previram seu comportamento observando amplamente seus genomas. "O que fazemos primeiro é fragmentar o DNA em um monte de pequenos pedaços e pedaços, a mistura de DNA é sequenciada e, em seguida, tentamos descobrir como os genomas foram originalmente montados, "disse Dudek. Se um gene é uma peça de um quebra-cabeça, os pesquisadores montaram todo o quebra-cabeça. Esta abordagem foi liderada pelo colaborador e co-autor do estudo Jillian Banfield, PhD, na UC-Berkeley.

"Tipicamente, as pessoas estão interessadas em pequenas proteínas Cas9 que podem ser fáceis de manipular e distribuir nas células, "disse Relman." Estes são o oposto - eles são enormemente grandes. "Diferentes estruturas nos genes que codificam essas proteínas são responsáveis ​​pela diferença de tamanho, e os pesquisadores sugerem que essas proteínas Cas9 grandes têm propriedades diferentes daquelas conhecidas antes. Dudek planeja seguir adiante com essa linha de pesquisa.

O estudo também contribui muito para o trabalho em andamento no laboratório de Relman. Um grande, Um estudo comparativo está em andamento para investigar como a adaptação à vida no mar pode afetar os microbiomas de mamíferos marinhos. Além de descobrir e caracterizar novas bactérias, Relman quer aplicar sua pesquisa à conservação.

"Mamíferos marinhos estão se tornando cada vez mais ameaçados, "disse ele." São espécies sentinelas da saúde do mar, e quanto mais podemos entender sua biologia, melhor podemos antecipar as mudanças na saúde de seu meio ambiente. "