Com probabilidade de sobreviver na cavidade oral, as bactérias evoluíram para se dividir ao longo de seu eixo longitudinal sem se separar umas das outras. Uma equipe de pesquisa co-liderada pela bióloga celular ambiental Silvia Bulgheresi, da Universidade de Viena, e o geneticista microbiano Frédéric Veyrier, do Institut national de la recherche scientifique (INRS), acaba de publicar seus novos insights em Nature Communications . Em seu trabalho, eles descreveram o modo de divisão dessas bactérias semelhantes a lagartas e sua evolução de um ancestral em forma de bastonete. Eles propõem estabelecer bactérias orais Neisseriaceae como novos organismos modelo que podem ajudar a identificar novos alvos antimicrobianos.
Embora nossa boca abrigue mais de 700 espécies de bactérias e sua microbiota seja tão diversa quanto a de nosso intestino, não se sabe muito sobre como as bactérias orais crescem e se dividem. A boca é um lugar difícil de se viver para as bactérias. As células epiteliais que revestem a superfície interna da cavidade oral são constantemente eliminadas e, juntamente com o fluxo salivar, os organismos que habitam essa superfície lutam para se fixar.

É possível que, para grudar melhor em nossas bocas, as bactérias da família Neisseriaceae tenham desenvolvido uma nova forma de se multiplicar. Enquanto os bastonetes típicos se dividem transversalmente e depois se separam, algumas Neisseriaceae comensais que vivem em nossas bocas, no entanto, se prendem ao substrato com suas pontas e se dividem longitudinalmente – ao longo de seu longo eixo. Além disso, uma vez concluída a divisão celular, elas permanecem unidas umas às outras, formando filamentos semelhantes a lagartas. Algumas células do filamento resultante também adotam formas diferentes, possivelmente para desempenhar funções específicas em benefício de todo o filamento. Os pesquisadores explicam:"A multicelularidade torna possível a cooperação entre as células, por exemplo, na forma de divisão do trabalho e, portanto, pode ajudar as bactérias a sobreviver ao estresse nutricional".

A equipe de pesquisadores primeiro empregou a microscopia eletrônica para pesquisar, em toda a família Neisseriaceae, formas de células bacterianas que incluem as duas formas de células padrão (bastão e cocos), além dos filamentos semelhantes a lagartas. Ao comparar suas formas celulares e genomas em toda a família Neisseriaceae, os pesquisadores puderam inferir que as bactérias multicelulares que se dividem longitudinalmente evoluíram a partir de bactérias em forma de bastonete e que se dividem transversalmente. Além disso, eles puderam identificar quais genes provavelmente eram responsáveis ​​pela estratégia incomum de multiplicação.

Eles então usaram técnicas de marcação de fluorescência para visualizar a progressão do crescimento celular nas bactérias multicelulares e, finalmente, compararam a composição genética destes com espécies "clássicas" em forma de bastonete. Finalmente, eles tentaram recriar essa evolução introduzindo as mudanças genéticas em Neisseriaceae em forma de bastonete. Embora eles não pudessem forçar as bactérias em forma de bastonete a se tornarem multicelulares, a manipulação genética resultou em células mais longas e mais finas. "Nós especulamos que no curso da evolução, através de uma reformulação dos processos de alongamento e divisão, a forma da célula mudou, talvez para prosperar melhor na cavidade oral", disse Frédéric Veyrier.

“Além de nos ajudar a entender como a forma das células evoluiu, as Neisseriaceae multicelulares podem ser úteis para estudar como as bactérias aprenderam a viver presas à superfície dos animais, o único lugar em que foram encontradas até agora. nossas bocas, a propósito", explica Silvia Bulgheresi, do Departamento de Ecologia Funcional e Evolutiva da Universidade de Viena.

No entanto, Philipp Weber, da Universidade de Viena, Ph.D., aluno da equipe de Bulgheresi que também trabalhou no estudo, destaca que "expandir o campo da biologia celular para morfologias adicionais e espécies simbióticas também é crucial para aumentar o pool de proteínas alvos (por exemplo, alvos de antibióticos) para aplicações biofarmacêuticas."

Sammy Nyongesa, Ph.D. estudante da equipe de Veyrier do INRS, acrescenta:"Uma abordagem evolutiva, como a realizada aqui para Neisseriaceae, pode lançar luz sobre novos alvos de proteína imprevistos". + Explorar mais

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