p Nos últimos 10 anos, os cientistas ficaram fascinados por um tipo de "bactéria elétrica" ​​que lança longos tentáculos como fios elétricos, usando-os para se alimentar e transferir eletricidade para uma variedade de superfícies sólidas. p Hoje, uma equipe liderada por cientistas da USC mudou o estudo desses nanofios bacterianos de cabeça para baixo, descobrir que os principais recursos em questão não são pili, como se acreditava anteriormente, mas sim extensões da membrana externa da bactéria equipadas com proteínas que transferem elétrons, chamado de "citocromos".

p Os cientistas há muito suspeitavam que os nanofios bacterianos eram pili - palavra latina para "cabelo" - que são características semelhantes a cabelos comuns em outras bactérias, permitindo que eles adiram a superfícies e até mesmo se conectem uns aos outros. Dada a semelhança de formato, era fácil acreditar que os nanofios eram pili. Mas Moh El-Naggar, professor assistente do USC Dornsife College of Letters, Artes e Ciências, diz que sempre teve o cuidado de evitar dizer que sabia com certeza o que eram.

p "A ideia do pili era a hipótese mais forte, mas sempre fomos cautelosos porque a composição e estrutura exatas eram muito evasivas. Então, resolvemos os desafios experimentais e os dados concretos nos levaram a uma direção completamente diferente. Nunca fiquei mais feliz por estar errado. De muitas maneiras, acabou sendo uma maneira ainda mais inteligente de as bactérias se alimentarem, "disse El-Naggar, autor correspondente do estudo, que foi nomeado pesquisador do Popular Science Brilliant 10 em 2012 por seu trabalho pioneiro com nanofios bacterianos.

p Este último estudo será publicado online pela Proceedings of the National Academy of Sciences em 18 de agosto.

p Cientistas da USC colaboraram com colegas da Penn State, a Universidade de Wisconsin-Milwaukee, Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, e Rensselaer Polytechnic Institute na pesquisa.

p A primeira pista veio do rastreamento dos genes da bactéria. Durante a formação de nanofios, os cientistas notaram um aumento na expressão de genes de transporte de elétrons, mas nenhum aumento correspondente na expressão dos genes pilin.

p Desafiado por esta evidência do que os nanofios não eram, a próxima equipe precisava descobrir o que eles realmente eram. El-Naggar credita Sahand Pirbadian, Estudante de graduação da USC, com a concepção de uma estratégia engenhosa, mas simples, para fazer a descoberta.

p Ao privar as bactérias de oxigênio, os pesquisadores foram capazes de forçar a bactéria a esticar seus nanofios sob comando, permitindo que o processo seja observado em tempo real. E ao manchar a membrana bacteriana, periplasma, citoplasma, e proteínas específicas, pesquisadores conseguiram fazer um vídeo dos nanofios alcançando - confirmando que eram baseados em membrana, e não pili.

p O processo não é tão simples quanto parece. A geração de vídeos dos nanofios estendendo-se exigia novos métodos para rotular simultaneamente vários recursos, mantenha uma câmera focada nas bactérias que se contorcem, e combinar as técnicas ópticas com microscopia de força atômica para obter maior resolução.

p "Levamos cerca de um ano apenas para desenvolver a configuração experimental e descobrir as condições certas para a bactéria produzir nanofios, "Disse Pirbadian." Tivemos que voltar e reexaminar alguns experimentos mais antigos e repensar o que sabíamos sobre o organismo. Uma vez que fomos capazes de induzir o crescimento do nanofio, começamos a analisar sua composição e estrutura, o que levou mais um ano de trabalho. Mas valeu a pena o esforço porque o resultado foi muito surpreendente - mas, em retrospectiva, fez muito sentido. "

p Compreender a forma como essas bactérias elétricas funcionam tem aplicações muito além do laboratório. Essas criaturas têm o potencial de responder a algumas das grandes questões sobre a própria natureza da vida, incluindo quais tipos de formas de vida podemos encontrar em ambientes extremos, como o espaço. Além disso, esta pesquisa tem o potencial de informar a criação de vida, circuitos microbianos - formando a base de dispositivos eletrônicos híbridos biológico-sintéticos.

p Esta pesquisa foi financiada na USC pelo Departamento de Energia dos EUA e pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e possibilitada pelas instalações dos Centros de Excelência em NanobioFísica e Microsopia Eletrônica e Microanálise da USC.