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Bactérias E.coli vistas ao microscópio electrónico
Para aprender sobre a evolução de todos os seres vivos, uma equipa de cientistas criou em laboratório um novo organismo que imita o que seria o antepassado comum dos três grandes domínios da vida – Archaea, Bacteria e Eukarya.
A pesquisa foi publicada em fevereiro na revisa científica PNAS. A hipótese sobre a qual os cientistas estavam a trabalhar é a de que, no passado, havia apenas uma forma de vida na Terra – o último ancestral comum universal de todas as células (LUCA).
Em algum momento, esse ancestral dividiu-se em arqueias e bactérias, dois dos três domínios da vida no nosso planeta.
Antes disso, o ancestral unicelular provavelmente viveu numa fonte hidrotermal há 3,5 a 3,8 mil milhões de anos, pelo que não é fácil descobrir como era e como acabou por se dividir em dois grupos distintos.
Numa tentativa de entender essa evolução, os cientistas do novo estudo utilizaram engenharia reversa para criar um micróbio que partilhasse as características dos dois domínios, Archaea e Bacteria, ou seja, que pudesse ter algumas características semelhantes à LUCA.
Ambas as bactérias e as arqueias têm membranas celulares fortes, compostas de moléculas gordurosas chamadas fosfolipídios. Uma das principais diferenças entre os dois grupos é a estrutura molecular de seus lípidos.
“As membranas lipídicas de ambos os domínios são diferentes, compostos de fosfolípidos que são a imagem-espelho um do outro”, disse um dos autores do estudo, o biólogo molecular Arnold Driessen, da Universidade de Groningen.
Uma das principais hipóteses sobre o LUCA é que esse ancestral perdeu a integridade em algum momento, porque a sua estrutura lipídica era instável. A partir daí as moléculas reorganizaram-se em dois tipos estáveis de membranas celulares, criando bactérias e arqueias. No entanto, os resultados vistos em laboratório questionam essa teoria.
Não existe um exemplar de LUCA bem preservado, por isso os cientistas construíram um organismo baseado em suposições, com uma membrana celular mista, contendo lípidos tanto de bactérias como de arqueias.
O grupo de investigadores utilizou uma técnica de edição de genes para transferir os tipos certos de enzimas produtoras de lípidos de ambas as formas de vida numa bactéria Escherichia coli.
O híbrido acabou com 30% de fosfolípidos encontrados normalmente apenas nas paredes de células de arqueias.
Ao contrário das expectativas da equipa, a membrana da E. coli não se rompeu, mostrando que uma instabilidade entre moléculas lipídicas provavelmente não foi o que levou LUCA a se tornar dois organismos diferentes bilhões de anos atrás.
Na verdade, o novo tipo de E. coli saiu-se muito bem no seu pequeno habitat na placa de Petri. O organismo misto era mais alongado do que os colegas “normais”, e altos níveis de lípidos arqueais fizeram com que pequenas protuberâncias crescessem na sua superfície.
“Este resultado não suporta a hipótese de que uma membrana mista é intrinsecamente instável e poderia, portanto, ter criado a divisão lipidica”, disse Driessen. “A robustez dessas células mistas surpreendeu-nos, estávamos à espera de mais problemas a mantê-las vivas”.
A descoberta significa que os biólogos evolucionistas talvez tenham que repensar como seria o ancestral celular.
ZAP // HypeScience / Science Alert
