Yong Wang, professor assistente de física, e o estudante de graduação Asmaa Sadoon têm estudado como as moléculas viajam através do citoplasma bacteriano para entender mais sobre como esses minúsculos organismos funcionam. Usando novas ferramentas de alta tecnologia, eles foram capazes de observar certos processos dentro de bactérias vivas pela primeira vez. Eles publicaram seus resultados no jornal Revisão Física E .

Os pesquisadores usaram uma combinação de microscopia de fluorescência de super-resolução e uma técnica chamada rastreamento de partícula única para estudar como um tipo de proteína chamada H-NS se move através do citoplasma das células de E. coli. Os pesquisadores escolheram esta proteína porque ela interage com proteínas e DNA, e ajuda a regular a expressão gênica nas bactérias. Compreender a expressão do gene bacteriano pode levar a novas técnicas para mitigar a resistência bacteriana aos antibióticos.

Neste estudo, os pesquisadores aprenderam novas informações sobre esta proteína, e sobre as propriedades do citoplasma bacteriano. Wang descreve o citoplasma como "uma sopa espessa de proteínas, DNA, e várias outras moléculas. "Como as bactérias não têm sistemas de transporte, tais como sistemas digestivos ou circulatórios, eles dependem da difusão de moléculas por meio dessa sopa para os processos que os mantêm vivos.

Ao rastrear o movimento de H-NS através do citoplasma de E. coli, os pesquisadores foram capazes de calcular a viscoelasticidade do citoplasma. Eles descobriram que a "sopa" bacteriana não se comporta da mesma forma que uma solução homogênea de proteína.

Pesquisa anterior, que utilizou soluções homogêneas estudadas in vitro, observou que nessas soluções, tanto a elasticidade quanto a viscosidade diminuíram com o tempo. Em outras palavras, as soluções tornaram-se mais finas e macias. Em bactérias reais, Contudo, Wang e Sadoon observaram que, depois de uma certa escala de tempo, a viscosidade, ou espessura, do citoplasma se achata, então o citoplasma bacteriano fica mais macio sem ficar mais fino.

"Espera-se que nossas descobertas mudem fundamentalmente a forma como o citoplasma bacteriano é visto, "Os pesquisadores explicaram no artigo." Ao contrário de um fluido viscoso ou viscoelástico simples que os modelos atuais de processos bacterianos normalmente consideram, o citoplasma bacteriano se comporta de maneira diferente em diferentes escalas de tempo em termos de propriedades mecânicas, que deve impactar várias interações entre pequenas moléculas, proteínas e moléculas de DNA / RNA dentro das bactérias, bem como interações bacterianas com outras espécies, como bacteriófagos. "