Uma análise abrangente das comunidades bacterianas da Ilha Deception, um vulcão ativo na Antártida, destaca o potencial do uso de bactérias que amam o calor para limpar a contaminação por óleo, mostra uma nova pesquisa liderada por pesquisadores da KAUST.
Júnia Schultz ingressou recentemente na KAUST como pós-doc trabalhando com Alexandre Rosado. Ela tem como objetivo caracterizar o microbioma de ambientes terrestres extremos na Arábia Saudita, incluindo vulcões, desertos e locais geotérmicos. Esses extremófilos, bactérias que crescem nos ambientes mais extremos do mundo, incluindo aqueles que amam o calor (termófilos), possuem um imenso potencial para uma infinidade de aplicações biotecnológicas.

“Os extremófilos prosperam sob uma infinidade de condições hostis e se adaptaram para permanecer metabolicamente ativos em circunstâncias desafiadoras”, diz Schultz. "Eles exibem capacidades metabólicas e fisiológicas versáteis e diversas e muitas vezes sintetizam bioprodutos valiosos".

Tais bioprodutos incluem enzimas e compostos bioativos que podem ser utilizados em indústrias como agricultura, farmacologia e até exploração espacial. Os extremófilos também podem fornecer um método seguro e eficiente de limpar a contaminação por óleo.

"Certas bactérias consomem petróleo como fonte de carbono, nutrientes e energia", diz Schultz. “Para fazer isso, eles primeiro secretam surfactantes – substâncias que quebram a tensão superficial do óleo – antes de absorver o petróleo emulsionado em suas células, onde é degradado por meio da atividade enzimática”.

Para seu doutorado, Schultz estava curiosa para descobrir se tais bactérias existem no vulcão Deception Island, na Antártida. Este continente anteriormente intocado agora é vulnerável à poluição, incluindo contaminação por óleo, e os cientistas esperam encontrar fontes de comunidades bacterianas locais com potencial para ajudar na descontaminação.

Schultz e colaboradores isolaram 126 cepas bacterianas de amostras coletadas em dois locais geotérmicos na Ilha Deception.

“Esses termófilos podem fornecer bioprodutos valiosos e interessantes, não apenas para descontaminação de óleo, mas para muitas aplicações”, diz Schultz. "No entanto, é difícil imitar ambientes extremos no laboratório para cultivar essas cepas bacterianas. A biomassa celular de microorganismos é muito baixa em ambientes extremos, tornando difícil extrair DNA".

Após muita persistência, os pesquisadores conseguiram coletar DNA de alta qualidade suficiente para realizar análises genômicas e cultivar 126 cepas bacterianas. Particularmente interessantes foram as características genômicas e o potencial metabólico de sete cepas de Anoxybacillus flavithermus.

A equipe identificou genes relacionados à estabilização do genoma sob flutuações de temperatura, proteínas de choque térmico e frio, reparo de DNA contra radiação UV e resistência a condições alcalinas, além de genes para degradação de amido e celulose.

A equipe analisou todas as 126 cepas por sua capacidade de produzir biossurfactantes e degradar o óleo. Destas, 76 cepas cresceram bem em culturas com óleo cru como única fonte de carbono. Trinta linhagens mostraram resultados particularmente bons para a degradação do óleo; 13 destes também produziram biossurfactantes, incluindo uma cepa de A. flavithermus.

O petróleo é um dos poluentes mais complexos da Terra, e a eficiência e eficácia da degradação microbiana dependerá de vários fatores, desde variáveis ​​ambientais locais, como temperatura e pH, até frações, quantidade e composição do petróleo presente em qualquer local.

"A compreensão completa das cepas bacterianas locais e seu potencial metabólico é fundamental para projetar abordagens futuras para combater a contaminação por petróleo, não apenas na Antártida, mas em todo o mundo", diz Schultz. “Estou animado com o potencial fornecido pelos extremófilos e ansioso para explorar os ambientes extremos da Arábia Saudita para novos bioprodutos para todos os tipos de aplicações”.

A pesquisa foi publicada em Microorganisms e Fronteiras em Microbiologia . + Explorar mais

Bactérias das cavernas subárticas podem estar em risco devido às mudanças climáticas