Bactérias boazinhas (parte II) (V.2, N. 11, 2016)

          A capacidade de adaptação dessas bactérias tem chamado atenção do setor biotecnológico, que se encontra constantemente na procura de microrganismos resistentes a diversas condições por possuírem uma série de vantagens que poderiam ser muito úteis no desenvolvimento de produtos químicos, farmacêuticos e até alimentícios.

            Destaca-se aqui especialmente o maquinário enzimático desses micro-organismos, constituído por enzimas altamente resistentes à perda de atividade catalítica ou “extremozimas”. Essas enzimas se mostram promissoras para aplicações em processos industriais, nos quais sejam requeridos, por exemplo, altas temperaturas.1

            Um exemplo de micro-organismos produtores de “extremozimas” é o Thermus aquaticus, uma espécie de bactéria que vive em fontes termais ao redor do mundo. Algumas das enzimas isoladas de T. aquaticus são extensamente empregadas no campo da biotecnologia, especialmente a Taq polimerase I, que é uma DNA polimerase (enzima que sintetiza DNA a partir dos desoxirribonucleotídeos) usada em PCR (reação em cadeia da polimerase), reação grandemente aplicada em biologia molecular, com a finalidade de amplificar fragmentos de DNA.2–4⁠ Outras enzimas produzidas por T. aquaticus incluem enzimas de restrição, DNA ligases, NAHP oxidases, entre outras.

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Fonte geotermal no Parque Yellowstone nos Estados Unidos

           A utilização de bactérias para solucionar problemas de contaminação ocasionados por diversos metais pesados, elementos radioativos ou por petróleo é conhecida como biorremediação.5⁠ Nesse sentido, a bactéria Deinococcus radiodurans é conhecida por ser um dos seres vivos mais resistentes à radiação, podendo suportar até 1.000 vezes a quantidade de radiação que mata um ser humano. A Deinococcus radiodurans também se apresenta resistente à radiação UV e à ação de agentes oxidantes.6

              As bactérias do gênero Deinococcus junto ao gênero Thermus (descrito anteriormente) pertencem à família Deinococcus-Thermus.7⁠ Isso significa dizer que todos eles vêm de um ancestral comum que pode ser o responsável pelas características que hoje os extremófilos têm.

             Estudos genéticos têm demostrado que essa alta resistência do microrganismo é provavelmente devido à presença, no genoma da bactéria, de genes especializados em reparação de DNA, os quais não são encontrados em outras bactérias.8⁠ Sendo assim, a D. radiodurans é um dos organismos mais promissores para utilizar na biorremediação de compostos radioativos, com a finalidade de transformá-los em compostos menos tóxicos, que possam ser mais facilmente descartados.

             Um outro grupo de bactérias extremófilas são as metalotolerantes, que são organismos caracterizados por suportar níveis altos de metais pesados, como cádmio, cobre, arsênio ou níquel. Consequentemente, esses micro-organismos têm ganhado destaque nas pesquisas que apontam a utilização de bactérias e fungos na destoxificação de solos ou rejeitos industriais com altas concentrações desses metais.9⁠⁠

             Embora muitos gêneros de bactérias possuam representantes metalotolerantes, a espécie mais conhecida e estudada para esse fim é a Cupriavidus metalliduran, devido, entre outros motivos, a ser um organismo não patogênico, ou seja, que poderia ser empregado na biorremediação de ambientes naturais contaminados por metais pesados sem consequências à saúde humana.10,11

         Sendo assim, as bactérias extremófilas emergem como uma das estratégias mais sustentáveis na geração de soluções que possam contribuir no melhoramento ou desenvolvimento de produtos mais resistentes. Adicionalmente, esses micro-organismos são uma das fontes que se espera aporte mais soluções aos processos destinados à descontaminação de diversas fontes.

Bibliografia

1. Liu, J.; Hua, Z.; Chen, L.; Kuang, J.; Li, S.; Shu, W.; Huang, L. 2014, 80, 3677.

2. Brock, T. D.; Freeze, H. ;J Bacteriol 1969, 98, 289.

3. Innis, M. A.; Myambo, K. B.; Gelfand, D. H.; Brow, M. A. ;Proc Natl Acad Sci U S A 1988, 85, 9436.

4. Holland, P. M.; Abramson, R. D.; Watson, R.; Gelfand, D. H. ;Proc Natl Acad Sci U S A 1991, 88, 7276.

5. Vidali, M. 2001, 73, 1163.

6. Battista, J. R.; Earl, A. M.; Park, M. 1999, 362.

7. Hensel, R.; Demharter, W.; Kandler, O.; Kroppenstedt, R. M. 2016, 444.

8. Mattimore, V.; Battista, J. R. 1996, 178, 633.

9. Margaryan, A.; Panosyan, H.; Popov, Y. ;Biotechnol Biotechnol Equip 2010, 24, 450.

10. Vandamme, P.; Coenye, T. ;Int J Syst Evol Microbiol 2004, 54, 2285.

11. von Rozycki, T.; Nies, D. H. ;Antonie Van Leeuwenhoek 2009, 96, 115.

Gabriela Desireé

Estudante de doutorado em Química Orgânica na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), desenvolve sua tese no Laboratório de Biotecnologia e Biossíntese Combinatória (Labbicomb) do Instituto de Química

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