Notícia

Esponja de cozinha é uma incubadora melhor para a diversidade bacteriana do que uma placa de Petri de laboratório

Fonte

Universidade Duke

Data

sexta-feira, 18 fevereiro 2022 17:10

Áreas

Biotecnologia. Segurança Alimentar

Pesquisadores da Universidade Duke descobriram um fato básico, mas surpreendente: a esponja de cozinha é uma incubadora melhor para diversas comunidades bacterianas do que uma placa de Petri de laboratório. Mas não são apenas as sobras presas que tornam a abundância de micróbios tão feliz e produtiva, é a própria estrutura da esponja.

Em uma série de experimentos, os cientistas mostram como várias espécies microbianas podem afetar a dinâmica populacional umas das outras, dependendo de fatores de seu ambiente estrutural, como complexidade e tamanho. Algumas bactérias prosperam em uma comunidade diversificada, enquanto outras preferem uma existência solitária. E um ambiente físico que permite que ambos os tipos vivam suas melhores vidas leva aos níveis mais fortes de biodiversidade.

O solo fornece esse tipo de ambiente ideal de alojamento misto, assim como sua esponja de cozinha.

Os engenheiros biomédicos da Duke dizem que seus resultados sugerem que os ambientes estruturais devem ser levados em consideração pelas indústrias que usam bactérias para realizar tarefas como limpar a poluição ou produzir produtos comerciais.

Os resultados foram publicados na revista científica Nature Chemical Biology.

“As bactérias são como as pessoas que vivem a pandemia – algumas acham difícil ficar isoladas enquanto outras prosperam. Demonstramos que em uma comunidade complexa que tem interações positivas e negativas entre as espécies, há uma quantidade intermediária de integração que maximizará sua coexistência geral”, disse o Dr. Lingchong You, professor de engenharia biomédica da Duke.

As comunidades microbianas se misturam em graus variados em toda a natureza. O solo fornece muitos cantos e recantos para que diferentes populações cresçam sem muita interação de seus vizinhos. O mesmo pode ser dito para gotas individuais de água no topo das folhas.

Mas quando os humanos juntam muitas espécies bacterianas em uma gosma sem estrutura para produzir commodities como álcool, biocombustível e medicamentos, geralmente é em um prato ou mesmo em um grande tonel. Em seus experimentos, o Dr.You e seu laboratório mostram por que esses esforços industriais podem ser sábios para começar a adotar uma abordagem estrutural para seus esforços de fabricação.

Os pesquisadores codificaram cerca de 80 cepas diferentes de E. coli para que pudessem acompanhar o crescimento populacional. Em seguida, eles misturaram as bactérias em várias combinações em placas de crescimento de laboratório com uma ampla variedade de espaços potenciais de vida que variam de seis grandes poços a 1.536 poços minúsculos. Os grandes poços aproximavam-se de ambientes nos quais as espécies microbianas podem se misturar livremente, enquanto os pequenos poços imitavam espaços onde as espécies podiam se manter.

Independentemente do tamanho do habitat, os resultados foram os mesmos. Os pequenos poços que começaram com um punhado de espécies acabaram evoluindo para uma comunidade com apenas uma ou duas linhagens sobreviventes. Da mesma forma, os grandes poços que começaram com uma ampla gama de biodiversidade também terminaram o experimento com apenas uma ou duas espécies restantes.

“O pequeno porcionamento realmente prejudicou as espécies que dependem de interações com outras espécies para sobreviver, enquanto o grande porcionamento eliminou os membros que sofrem com essas interações (os solitários)”, disse o Dr. You. “Mas o porcionamento intermediário permitiu uma diversidade máxima de sobreviventes na comunidade microbiana.”

Os resultados, disse o Dr. You, criam uma estrutura para pesquisadores que trabalham com diversas comunidades bacterianas para começar a testar quais ambientes estruturais podem funcionar melhor para suas atividades. Eles também apontam por que uma esponja de cozinha é um habitat tão útil para micróbios. Ele imita os diferentes graus de separação encontrados em solo saudável, fornecendo diferentes camadas de separação combinadas com diferentes tamanhos de espaços comuns.

Para provar esse ponto, os pesquisadores também realizaram seu experimento com uma tira de esponja doméstica comum. Os resultados mostraram que é uma incubadora de diversidade microbiana ainda melhor do que qualquer um dos equipamentos de laboratório testados.

“Como se vê, uma esponja é uma maneira muito simples de implementar o porcionamento em vários níveis para melhorar a comunidade microbiana geral. Talvez seja por isso que seja uma coisa realmente suja – a estrutura de uma esponja é um lar perfeito para micróbios”, disse o Dr. You.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Duke (em inglês).

Fonte: Ken Kingery, Universidade de Duke. Imagem: Pexels.

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