Bactérias magnetotáticas (MTB) são capazes de orientar e navegar ao longo das linhas do campo geomagnético. Esta extraordinária capacidade baseia-se na formação de cristais magnéticos intracelulares de magnetita (Fe3O4) ou greigita (Fe3S4). Os cristais estão localizados em organelas especializadas, chamadas magnetossomos, que são circundadas por uma membrana lipídica. Os magnetossomos estão dispostos em cadeias dentro da célula e seus momentos magnéticos estão alinhados ao longo do longo eixo da cadeia. Este arranjo permite que as bactérias sintam a direção do campo magnético da Terra e alinhem seu corpo de acordo.

Embora a magnetorecepção tenha sido intensamente estudada nos últimos anos e seja uma das conquistas mais surpreendentes da natureza, o mecanismo exato de formação do magnetossomo ainda não é totalmente compreendido. Vários modelos foram propostos, incluindo a precipitação direta de magnetita ou greigita do citoplasma, a transformação de sulfetos de ferro ligados à membrana em magnetita ou processos mais complicados envolvendo o transporte de íons de ferro e enxofre através da membrana do magnetossomo.

Para esclarecer o mecanismo de formação dos magnetossomos, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) estudaram a bactéria magnetotática Magnetospirillum magneticum AMB-1 usando microscopia e espectroscopia de raios X síncrotron no Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). A combinação dessas técnicas permitiu analisar a composição elementar e as propriedades magnéticas dos magnetossomos com alta resolução espacial.

Os resultados mostram que os magnetossomos em Magnetospirillum magneticum AMB-1 são compostos por um núcleo de magnetita rodeado por uma membrana fina. O núcleo contém aproximadamente 50% de ferro e 50% de oxigênio, que estão dispostos em uma estrutura inversa de espinélio. A membrana é composta por uma mistura de lipídios, proteínas e carboidratos e tem aproximadamente 5 nm de espessura.

Os pesquisadores também descobriram que os magnetossomos são formados pela precipitação direta de magnetita do citoplasma. Este processo é iniciado pelo acúmulo de íons de ferro e oxigênio dentro da membrana do magnetossomo. Os íons então reagem para formar cristais de magnetita, que crescem até atingirem seu tamanho final.

Essas descobertas fornecem novos insights sobre o mecanismo de formação dos magnetossomos e contribuem para a nossa compreensão de como as bactérias magnetotáticas se orientam e navegam ao longo das linhas do campo magnético da Terra.