Três novos estudos feitos por cientistas da Escola de Medicina da Universidade de Maryland (UMSOM) identificaram fatores-chave que ajudam os micróbios a sobreviver em ambientes hostis.

Os resultados, que têm implicações para a biotecnologia e compreensão da vida em condições extremas, estavam no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), Astrobiologia , e a International Journal of Astrobiology .

"Nosso trabalho tira proveito da abundância de dados genômicos e transcriptômicos. Os dados genômicos representam mapas de estradas, e genética, bioquímica, e a microbiologia são os veículos para explorar e expandir o conhecimento, "disse o autor principal dos estudos, Shiladitya DasSarma, professor do Instituto de Tecnologia Marinha e Ambiental do Departamento de Microbiologia e Imunologia da UMSOM "Usando esta abordagem interdisciplinar em nossa série de artigos recentes, definimos melhor os limites da vida e os mecanismos que esses micróbios resistentes e suas proteínas usam para sobreviver e funcionar no frio, salgado, e ambientes com limitação de água, como existem em Marte. Nossos estudos também têm aplicações em biotecnologia verde aqui na Terra. "

O recente PNAS artigo baseia-se na análise anterior do Prof. DasSarma e vários colegas, que identificou proteínas-chave em micróbios encontrados em ambientes extremamente salgados. Eles examinaram a composição de aminoácidos de várias proteínas do micróbio. As superfícies das proteínas são sobrecarregadas negativamente em comparação com todos os outros organismos. Essas proteínas usam as cargas negativas para ligar fortemente as moléculas de água, a fim de permanecer em solução e combater os efeitos de altos níveis de sal e secura. Eles se concentraram em um micróbio chamado H. lacusprofundi (Hla), de Deep Lake, um lago muito salgado na Antártica.

Eles queriam descobrir como as proteínas do micróbio funcionam nos extremos duplos de muito salgado, ambientes muito frios. Eles descobriram que certos aminoácidos eram mais prevalentes no micróbio. Eles se concentraram em uma enzima, beta-galactosidase. Eles descobriram as principais diferenças entre as versões da enzima em Hla e as versões em micróbios que vivem em ambientes temperados. Entre as principais diferenças:empacotamento mais frouxo de átomos e maior flexibilidade nas enzimas de funcionamento frio.

Outro estudo, publicado hoje no jornal Astrobiologia , expande o estudo, examinando o papel das enzimas na capacidade do micróbio de sobreviver na presença de sais tóxicos. Esta pesquisa tem implicações para a descontaminação de ambientes tóxicos, bem como vida em outros planetas, como Marte, onde esses sais tóxicos, particularmente um chamado perclorato de magnésio, foram identificados na superfície.

O terceiro estudo, publicado no mês passado no International Journal of Astrobiology , mostraram que Hla e outros micróbios igualmente resistentes podem sobreviver a viagens para a estratosfera, muitas milhas acima da superfície da Terra, onde as condições são semelhantes às de Marte. A estratosfera é extremamente fria, tem pouco oxigênio e altos níveis de radiação ultravioleta prejudicial.

Esses estudos também têm potencial para serem úteis para a biotecnologia. A abordagem no estudo PNAS poderia ser usada para projetar enzimas valiosas que funcionam em temperaturas mais baixas. Por exemplo, a beta-galactosidase modificada pode ser usada para fazer leite sem lactose em temperaturas frias, e outras enzimas podem ser adaptadas para outros processos industriais "verdes" em temperaturas reduzidas, reduzindo assim a quantidade de energia necessária no processo de fabricação. O perclorato é usado como combustível para foguetes e fogos de artifício e é um contaminante tóxico comum em algumas águas subterrâneas. O trabalho em Astrobiologia pode levar a um método para sua remoção.