Olá queridos leitores! Para
encerrar nosso “Mês temático de Microbiologia”, iremos falar sobre os micro-organismos
no meio ambiente. Como vocês já viram nos textos anteriores, encontramos esses
organismos no nosso corpo, nas plantas, mas onde mais podemos encontrá-los no
ambiente? Se a resposta foi em toda a parte, vocês estão corretos! Mas em todos
os lugares mesmo? Sim, existe inclusive um grupo de micro-organismos que
conseguem sobreviver nos ambientes mais inóspitos do planeta e que por isso
levam o nome de extremófilos.
Os organismos extremófilos
podem ser definidos como aqueles que conseguem crescer sob - até mesmo preferindo
- condições ambientais extremas, como por exemplo, altas ou baixas
temperaturas, baixo pH ou alta salinidade, ou seja, ambientes nos quais apenas
um número limitado de espécies consegue viver e prosperar. O primeiro organismo
descrito com essas características foi Thermus
aquaticus, encontrado por Thomas
Brock em nascentes de água com temperaturas superiores a 70 °C no Parque Nacional de
Yellowstone nos Estados Unidos da América. Para quem não conhece esse é o
parque americano em que o famoso urso Zé Colméia mora nos desenhos animados da Hanna-Barbera.
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| Fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone nos Estados Unidos da América. Fonte: http://www.dreamstime.com/stock-image-yellowstone-national-park-image456241 |
Até o momento não se
acreditava que algum ser vivo pudesse sobreviver durante muito tempo em temperaturas
tão elevadas, mas a partir dessa descoberta foram encontradas, nos anos
subsequentes, muitas outras espécies de organismos extremófilos. Algumas dessas
espécies foram incluídas em um diferente domínio da vida, uma nova forma
sugerida recentemente pelos cientistas para classificar os organismos,
conhecidos como domínio Archaea (relembre no primeiro texto quem são as
arqueas!).
Um exemplo bem interessante de
organismo extremófilo é o fungo mitocondrial Crymyces antarcticus encontrado apenas em vales do deserto
antártico. Estes fungos vivem sob estresse ambiental, com crescimento ótimo
abaixo de 15°C ,
alta tolerância à acidez, e têm habilidade de lidar com altos níveis de
radiação ultravioleta e radioatividade. Estudos recentes mostram que C. antarticus consegue sobreviver em
condições especiais semelhantes àquelas encontradas no planeta Marte. Por esse
motivo, esse fungo é considerado um organismo modelo para Astrobiologia e
estudos com radiação gama.
As características especiais
dos micro-organismos extremófilos chamaram a atenção dos cientistas para o uso
biotecnológico em diversas áreas, como na indústria de fármacos, na agricultura
e na produção de biocatalizadores. Na pesquisa científica, a Taq DNA polimerase
termoestável é uma enzima encontrada no organismo Thermus aquaticus (daí o nome Taq) e foi descoberta por Brock. Sua
utilização é ampla e de extrema importância nos laboratórios de biologia
molecular até os dias de hoje, sendo sua função amplificar fragmentos de DNA
pela técnica de PCR (Reações em cadeia de polimerase) para os mais diversos
estudos de genética.
Outro exemplo vem do mesmo
famoso parque do Zé colméia, onde várias bactérias dos gêneros Clostridium, Anaerobacter, Caloramator,
Caldicellulosiruptor e Thermoanaerobacter
têm sido identificadas vivendo nas fontes termais e utilizando as plantas
que ali vivem para sobreviverem. Essas bactérias possuem enzimas que suportam
altas temperaturas e conseguem degradar o material vegetal e utilizá-lo como
fonte de alimento. Essas enzimas são de grande interesse da indústria de
combustíveis, pois possuem potencial para conversão da celulose, presente nas
plantas, em álcool, produzindo os chamados bicombustíveis.
Queridos leitores apresentamos
aqui algumas das muitas, digamos, “moradias diferentes” dos micro-organismos! E
também contamos um pouco de como esses micro-organismos tão diferentes podem
nos auxiliar no desenvolvimento de novas e importantes tecnologias. E
lembrem-se sempre: mesmo em um lugar muito diferente a vida está presente!
Por Nathália Brancalleão
na_brancalleao@hotmail.com
Andressa Peres Bini
andressa.p.bini@gmail.com
Referências
Bibliográficas
Félix, D. J. D.
S. (2008). Potencial biotecnológico dos micro-organismos extremófilos.
Onofri, S.,
Barreca, D., Rabbow, E., de Vera, J. P., Selbmann, L., & Zucconi, L.
(2007). Antarctic rock fungi in space and mars simulated conditions. In Geophysical Research Abstracts (Vol. 9, pp. 9782-9783).
Tindall, K. R., & Kunkel, T. A. (1988). Fidelity of DNA
synthesis by the Thermus aquaticus DNA polymerase. Biochemistry, 27(16), 6008-6013.
Vishnivetskaya, T.
A., Hamilton-Brehm, S.
D., Podar M., Mosher, J. J., Palumbo, A.
V., Phelps T. J., Keller M., Elkins J.G. (2015). Community Analysis of Plant Biomass-Degrading
Microorganisms from Obsidian Pool, Yellowstone National Park. Microbial Ecology, 69 (2),
333-345
Living to the extreme!
Hello
dear readers! To end our '”themed month of Microbiology”, we will talk about
the microorganisms in the environment. As you have seen in previous texts, we
find these organisms in our body and in plants for example. But where else can
we find them in the environment? If the answer is everywhere, you are correct!
But really in all places? Yes, there is even a group of microorganisms that can
survive in the most inhospitable environments on the planet and therefore they
are called extremophiles.
Extremophiles
microorganisms are defined as those that successfully grow under extreme
environmental conditions where only a limited number of species can live and
prosper, such as high or low temperatures, low pH or high salinity. The first
microorganism described with these characteristics was Thermus aquaticus. This bacterium was found by Thomas Brock in hot
springs environment with temperatures above 70 °C at Yellowstone National
Park (YNP). For those who don’t know, this is the American park where the
famous Yogi Bear lives in the cartoons.
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| Hot springs in Yellowstone National Park, U.S.A. Source: http://www.dreamstime.com/stock-image-yellowstone-national-park-image456241 |
Until
this discovery, it was not believed that any living thing could survive for
long in such high temperatures, but after this fact be reported, in subsequent
years many other species of extremophile microorganisms were found. Some of
these species were included in a different domain of life, a new form recently
suggested by scientists to classify organisms, known as Archaea domain (remember
about in the first text who are the
archaea!).
A
very interesting example of extremophile microorganism is the mitochondrial
fungus called Crymyces antarcticus
that was found in valleys of the Antarctic wilderness. These fungi live under
environmental stress, with good growth rate below 15 ° C, high tolerance to
acidity and with the ability to handle with high levels of ultraviolet
radiation and radioactivity. Recent studies show that C. antarticus survives under special conditions similar to those
found on Mars. For this reason, this fungus is considered a model organism to
study astrobiology and gamma radiation.
Special
features of these microorganisms caught the attention of scientists for
biotechnological use in several areas, such as drug industry, agriculture and
the production of biocatalysts. In the scientific research for example, the
thermostable Taq DNA polymerase is an enzyme that was found in the organism Thermus aquaticus (that’s why the name
Taq) by Brock. This enzyme is daily used in molecular biology laboratories and
its function is amplifying DNA fragments by PCR (Polymerase Chain Reaction) for
different genetic studies.
Another
example comes from the same famous Yellowstone National Park, where several
bacteria from the genus Clostridium,
Enterobacter, Caloramator, Caldicellulosiruptor and Thermoanaerobacter have been identified living in the hot springs
and using plants that live there to survive. These bacteria have enzymes that
support high temperatures and can degrade plant material to use it as a food (carbon)
source. These enzymes are very interesting for fuel industry because it has the
potential of conversion the cellulose present in plants in alcohol, producing
the so-called biofuels.
Dear
readers here are some of the many "different houses" of the
microorganisms! And in this text we tried to talk a little about of how these
extremophiles microorganisms can help us in the development of novel
technologies. And always remember folks: even in a very different place, life is
present!
By Nathália Brancalleão
na_brancalleao@hotmail.com
Andressa Peres Bini
andressa.p.bini@gmail.com
References
Félix, D. J. D.
S. (2008). Potencial biotecnológico dos micro-organismos extremófilos.
Onofri, S.,
Barreca, D., Rabbow, E., de Vera, J. P., Selbmann, L., & Zucconi, L.
(2007). Antarctic rock fungi in space and mars simulated conditions. In Geophysical Research Abstracts (Vol. 9, pp. 9782-9783).
Tindall, K. R., & Kunkel, T. A. (1988). Fidelity of DNA
synthesis by the Thermus aquaticus DNA polymerase. Biochemistry, 27(16), 6008-6013.
Vishnivetskaya, T.
A., Hamilton-Brehm, S.
D., Podar M., Mosher, J. J., Palumbo, A.
V., Phelps T. J., Keller M., Elkins J.G. (2015). Community Analysis of Plant Biomass-Degrading
Microorganisms from Obsidian Pool, Yellowstone National Park. Microbial Ecology, 69 (2),
333-345
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