Graças a genes adquiridos de bactérias, um fungo pode degradar um hidrocarboneto prejudicial ao meio ambiente - e fica sob considerável estresse no processo. Essas notáveis ​​descobertas de pesquisa, que foram publicados recentemente, foram obtidos por um grupo da Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida, Viena (BOKU). Os resultados foram possíveis graças ao equipamento mais recente para análise de genoma e transcriptoma, cujo uso também está aberto a terceiros no BOKU.

Cladophialophora immunda pode ser um fungo, mas não é um mero cogumelo! Este fungo ascomiceto ou saco, que pertence ao grupo dos fungos de levedura, tem uma característica muito impressionante:pode decompor facilmente o hidrocarboneto nocivo ao meio ambiente, o tolueno. Isso torna o C. immunda uma excelente ferramenta para a remediação biológica de solos e outros ambientes poluídos com hidrocarbonetos. Usando os mais recentes métodos de sequenciamento e um pipeline de bioinformática especialmente desenvolvido, Dra. Barbara Blasi e Dr. Hakim Tafer da equipe da Prof. Katja Sterflinger no Departamento de Biotecnologia (BOKU, Viena) examinado, pela primeira vez, exatamente como o fungo faz isso. Os resultados surpreendentes do estudo, que foi publicado recentemente no jornal Relatórios Científicos , revelam que C. immunda adquiriu vários genes essenciais para a degradação do tolueno de bactérias e, além disso, que a degradação do tolueno anda de mãos dadas com enorme estresse, ao qual o fungo responde com inúmeras reações.

Sequenciamento rápido e confiável

As surpreendentes descobertas também foram possíveis graças aos sequenciadores mais recentes, que estão disponíveis nas instalações principais EQ-BOKU da universidade e também podem ser alugados a terceiros. Eles incluem um sequenciador de semicondutor de íons (Sequenciador de íons de prótons), que permite o sequenciamento extremamente rápido de grandes volumes de ácidos nucléicos. Isso possibilitou que a equipe de pesquisa do BOKU obtivesse, entre outras coisas, informações valiosas sobre a ativação de genes durante a degradação do tolueno. O Prof. Sterflinger explica:"Desta forma, produzimos a primeira análise do transcriptoma do mundo de um fungo que cresce em tolueno. Também pudemos mostrar que C. immunda tem quase todas as enzimas que estavam anteriormente associadas - de diferentes organismos - à degradação do tolueno. ”Os cientistas conseguiram até demonstrar que os genes para essas enzimas estão agrupados em cinco grupos no DNA . Esses agrupamentos de genes não são incomuns em fungos, mas este fenômeno não havia sido descrito anteriormente para os genes que desempenham um papel importante na degradação de hidrocarbonetos. Uma comparação dos dados abrangentes da sequência de C. immunda com os de outros organismos também demonstrou claramente que oito genes para a degradação do tolueno foram transferidos de bactérias para o fungo no passado.

Estresse crescente

Quando a equipe examinou a atividade de outros genes cuja expressão foi influenciada pela degradação do tolueno, outra surpresa os esperava. "Apesar de sua capacidade de degradar o tolueno de forma muito eficiente, o processo cria enorme estresse para C. immunda. Toda uma série de processos metabólicos celulares são afetados negativamente pelo contato com o tolueno, "explica o Prof. Sterflinger. Esses processos incluem funções celulares básicas, como a produção e degradação de aminoácidos e substâncias orgânicas, respiração celular, e mecanismos especiais de transporte. Os cientistas também conseguiram demonstrar que a degradação do tolueno desencadeia a produção de antioxidantes e ativa os mecanismos de desintoxicação das células. Todos esses processos são indicadores inconfundíveis de estresse. "Isso sugere que, embora possa degradá-lo de forma tão eficaz, C. immunda não é um verdadeiro amigo do tolueno, "explica o Prof. Sterflinger." Pelo contrário, a destruição efetiva do tolueno parece ser um mecanismo de proteção usado pelo fungo para protegê-lo de seus efeitos nocivos. "

Os resultados do estudo também foram possíveis devido à cooperação bem-sucedida entre o grupo do Prof. Sterflinger no Departamento de Biotecnologia e a unidade central EQ-BOKU da Universidade. Esta subsidiária independente adquire e opera várias peças de equipamentos grandes e caros, como os mais recentes sequenciadores e cromatógrafos a gás, e os disponibiliza para uso tanto pelos próprios grupos de pesquisa da universidade quanto por terceiros. Isso significa que o último também pode acessar a experiência dos cientistas do BOKU para tarefas de medição complexas e projetos de pesquisa inteiros. A cooperação da EQ-BOKU com inúmeras empresas industriais e grupos de pesquisa internacionais atesta o sucesso deste conceito, que também contribui para muitas descobertas de pesquisas de renome internacional na própria universidade.