#Farol de Notícias (Atualidades científicas que foram destaque na semana)
Trabalho mostra a descoberta da primeira alga capaz de transformar o gás nitrogênio em uma forma útil para o crescimento celular
Uma pesquisa mostrou a existência do primeiro organismo eucarioto (seres vivos cujo material genético está envolto por uma membrana, definindo o núcleo, e que são considerados evolutivamente superiores) capaz de converter o gás nitrogênio em compostos que as algas usam para crescer, como a amônia. Esse microrganismo é a alga marinha Braarudosphaera bigelowii e a estrutura recém descoberta é chamada de nitroplasto.
Este estudo poderá reforçar os estudos de engenharia genética das plantas para desenvolver cultivares de interesse econômico capazes de converter, ou “fixar”, o seu próprio azoto (nitrogênio), o que poderá aumentar o rendimento das colheitas e reduzir a necessidade de fertilizantes. O trabalho foi publicado na Science em 11 de abril.
Em 2012, outro trabalho publicado sob orientação do professor Jonathan P. Zehr da Universidade da Califórnia (EUA) relatou que a alga marinha B. bigelowii interagia estreitamente com uma bactéria chamada UCYN-A que parecia viver dentro ou sobre as células da alga, em uma relação de simbiose.
Diante disso, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a UCYN-A convertia o gás nitrogênio em compostos como a amônia. Em troca, pensava-se que as bactérias ganhavam uma fonte de energia baseada em carbono das algas. No entanto, o último estudo permitiu concluir que a UCYN-A deveria ser classificada como uma organela e não como um organismo separado. De acordo com a análise genética de um estudo anterior, os ancestrais das algas e bactérias entraram numa relação simbiótica há cerca de 100 milhões de anos, diz Zehr. Eventualmente, isto deu origem à organela nitroplasta, agora vista em B. bigelowii.
Os pesquisadores usam dois critérios principais para decidir se uma célula bacteriana se tornou uma organela em uma célula hospedeira. Primeiro, a estrutura celular em questão deve ser transmitida através de gerações da célula hospedeira. Em segundo lugar, a estrutura deve depender de proteínas fornecidas pela célula hospedeira.
Ao visualizar dezenas de células de algas em vários estágios de divisão celular, a equipe descobriu que o nitroplasto se divide em dois pouco antes de toda a célula da alga se dividir. Desta forma, um nitroplasto é transmitido da célula-mãe para sua descendência, como acontece com outras estruturas celulares.
Sendo assim, observando a morfologia celular e a divisão da alga, foi visto que há um ciclo celular coordenado no qual o endossimbionte se divide e é dividido uniformemente, semelhante à situação dos plastídios e mitocôndrias (outras organelas celulares que possuem origem endossimbiótica, relação ecológica em que um organismo vive dentro do outro, em organimos eucariotos). Além disso, foi observado que o nitroplasto obtém uma fração considerável de suas proteínas a partir da célula da alga.
Compreender como o nitroplasto interage com a sua célula hospedeira pode apoiar os esforços para desenvolver culturas vegetais que possam fixar o seu próprio nitrogénio, diz Zehr. Isto reduziria a necessidade de fertilizantes à base de azoto e evitaria alguns dos danos ambientais que causam.
“Os truques envolvidos para fazer esse sistema funcionar poderiam ser usados na engenharia de plantas terrestres”, diz ele. “O rendimento das colheitas é principalmente limitado pela disponibilidade de azoto”, diz Eva Nowack, que estuda bactérias simbióticas na Universidade Heinrich Heine em Düsseldorf, na Alemanha. “Ter uma organela fixadora de nitrogênio em uma planta cultivada seria, obviamente, fantástico.”
Colaboração: Iasmin Cartaxo Taveira sobre a autora
Iasmin Taveira queria ser cientista desde criança e acredita que tornar o conhecimento acessível é o melhor jeito de promover desenvolvimento social. É Biotecnologista pela UFPB, mestre e doutoranda em bioquímica na FMRP/USP.
Referências:
Artigo científico intitulado “Nitrogen-fixing organelle in a marine alga”, publicado na revista Science em 2024, de autoria de Coale e colaboradores. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.231284#d16975248e1
Matéria no site Nature, intitulada “Scientists discover first algae that can fix nitrogen — thanks to a tiny cell structure”, publicada em 11/04/2024. https://www.nature.com/articles/d41586-024-01046-z
