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    Como os protistas quebram as paredes das algas

    Alimentação, história de vida e montagem do transcriptoma de novo de Orciraptor agilis (A) Orciraptor agilis extraindo o cloroplasto de Mougeotia sp. após perfurar a parede celular da alga (contraste de interferência diferencial). Barra de escala, 5 μm. (B) Dissolução anular da parede celular da alga resultante de uma tentativa de ataque (contraste de fase). Barra de escala, 5 μm. (C) Distribuição de F-actina (verde:faloidina fluorescente) revela o lisopódio em Orciraptor agilis formado durante o ataque a Mougeotia sp. (sobreposição de contraste de interferência diferencial e canais de fluorescência). O aumento da fluorescência azul (Calcofluor white) nos locais de contato indica lise da parede celular da alga. Barra de escala, 5 μm. (D) A micrografia eletrônica de varredura de uma perfuração por Orciraptor agilis revela a degradação de ambos os principais componentes estruturais da parede celular de Mougeotia, biopolímeros semelhantes a gel (potencialmente pectinas; indicadas por "gel") e microfibrilas de celulose (indicadas por "fib"). Barras de escala, 2 μm e 200 nm (inserção). (E) Estágios da história de vida do Orciraptor agilis a partir dos quais as amostras foram geradas. (F) Avaliação de ortólogos universais de cópia única (BUSCOs) de referência do transcriptoma montado. A análise foi realizada com o conjunto de dados “Eukaryota” e o conjunto de dados “Alveolata” (grupo irmão de Rhizaria). (G) Gráfico de virada mostrando o número e sobreposição de ORFs anotados pelas ferramentas de anotação e bancos de dados indicados. Apenas os tamanhos de interseção > 100 são mostrados. (H) Análise de componentes principais (PCA) com base no nível de expressão de todos os transcritos para cada replicado incluído no experimento. Crédito:Biologia Atual (2022). DOI:10.1016/j.cub.2022.05.049

    Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Dr. Sebastian Hess do Instituto de Zoologia da Universidade de Colônia estudou a expressão de enzimas ativas de carboidratos no organismo unicelular Orciraptor agilis por sequenciamento de RNA. Orciraptor é um chamado "alimentador de protoplastos" e vive exclusivamente do conteúdo celular de algas mortas. Para fazer isso, ele tem que penetrar na parede celular celulósica da presa. Em colaboração com colegas do Centro de Genômica Comparativa e Bioinformática Evolutiva (CGEB) em Halifax, Canadá, os pesquisadores da UoC conseguiram identificar uma possível enzima chave para o ato alimentar altamente especializado do protista.
    Ao entrar em contato com as células das algas, o Orciraptor regula positivamente uma enzima que deve ser capaz de clivar a celulose vegetal, com base em sua sequência gênica e estrutura 3D prevista. Esta enzima pode ajudar o protista a dissolver as paredes celulares das algas. Até agora, a base molecular de como os alimentadores de protoplastos interagem com suas presas não era completamente clara. O artigo "Transcritômica comparativa revela o kit de ferramentas molecular usado por um protista algívoro para perfuração da parede celular" na revista Current Biology agora lança alguma luz sobre este fenômeno.

    Além disso, o Orciraptor contém várias proteínas inesperadas, como proteínas de ligação à quitina, uma quitina sintase e várias quitinases. A função potencial da quitina ou biopolímeros semelhantes no flagelado nu ainda não está clara. No entanto, as enzimas sugerem um importante papel fisiológico da quitina na história de vida do Orciraptor. Enzimas que decompõem biopolímeros recalcitrantes como celulose e quitina também são de grande importância tecnológica e industrial. Atualmente, as aplicações industriais utilizam principalmente enzimas de bactérias e fungos – os organismos tradicionais em biotecnologia microbiana. No artigo publicado, o Dr. Hess e colegas apontam para o potencial biotecnológico ainda inexplorado de microeucariotos não fúngicos como o Orciraptor.

    Orciraptor foi descoberto cerca de dez anos atrás em charnecas pobres em nutrientes e descrito pelo Dr. Hess durante seus estudos de doutorado no Instituto de Botânica da Universidade de Colônia. No entanto, existem muitos outros organismos unicelulares que apresentam estratégias de alimentação semelhantes, mas não estão diretamente relacionados ao Orciraptor. Atualmente, dezenas desses organismos são cultivados e caracterizados geneticamente no Instituto de Zoologia. Tudo isso é possível graças aos recentes avanços tecnológicos no campo do sequenciamento de alto rendimento. No entanto, trabalhar com alimentadores de protoplastos também requer conhecimentos especiais no manuseio de microrganismos exóticos. O cientista está convencido de que é hora da biologia moderna voltar à diversidade de organismos não-modelo novamente. "Os dados de nosso estudo sobre o Orciraptor destacam quão frutíferas serão as futuras análises moleculares de protistas pouco conhecidos", disse o Dr. Hess.
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