A versão original de esta história apareceu em Quanta revista.
Longe de serem operadores solo, a maioria das células micróbios estão em relacionamentos complexos. No oceano, o solo e seu intestino, eles podem lutar e se comer, trocar DNAcompetir por nutrientes ou se alimentar de subprodutos um do outro. Às vezes eles ficam ainda mais íntimos: um célula pode escorregar para dentro de outro e se sentir confortável. Se as condições estiverem certas, pode permanecer e ser bem -vinda, provocando um relacionamento que pode durar gerações – ou bilhões de anos. Esse fenômeno de uma célula que vive dentro de outra, chamada endossimbiose, alimentou a evolução da vida complexa.
Exemplos de endossimbiose estão por toda parte. Mitocôndrias, as fábricas de energia em suas células, uma vez foram bactérias de vida livre. As plantas fotossintéticas devem seus açúcares de sol ao cloroplasto, que também era originalmente um organismo independente. Muitos insetos recebem nutrientes essenciais de bactérias que vivem dentro delas. E pesquisadores do ano passado descobriu o “nitroplasto”. Um endossimbionte que ajuda algumas algas a processar nitrogênio.
Muito da vida depende de relações endossimbióticas, mas os cientistas lutaram para entender como acontecem. Como uma célula internalizada evita a digestão? Como ele aprende a se reproduzir dentro de seu host? O que faz uma fusão aleatória de dois organismos independentes em uma parceria estável e duradoura?
Agora, pela primeira vez, os pesquisadores assistiram a coreografia de abertura desta dança microscópica por induzindo endossimbiose no laboratório. Depois de injetar bactérias em um fungo-um processo que exigia solução criativa de problemas (e uma bomba de bicicleta)-os pesquisadores conseguiram despertar cooperação sem matar as bactérias ou o hospedeiro. Suas observações oferecem um vislumbre das condições que possibilitam que a mesma coisa aconteça na natureza microbiana.
As células até se ajustaram mais rapidamente do que o previsto. “Para mim, isso significa que os organismos querem realmente viver juntos, e a simbiose é a norma”, disse Vasilis em Cokkorum micologista que estuda a biologia celular da simbiose na Universidade da VU em Amsterdã e não estava envolvida no novo estudo. “Então isso é grande e grande notícia para mim e para este mundo.”
As primeiras tentativas que ficaram aquém revelam que a maioria dos casos de amor celulares não tem sucesso. Mas, ao entender como, por quê e quando os organismos aceitam endossimbiontes, os pesquisadores podem entender melhor os momentos -chave da evolução e também potencialmente desenvolver células sintéticas projetadas com endossimbiontes superpoderosos.
A avanço da parede celular
Julia Vorholtum microbiologista do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça Zurique, na Suíça, há muito tempo intrigado com as circunstâncias da endossimbiose. Pesquisadores do campo teorizaram que uma vez que uma bactéria se infiltra em uma célula hospedeira, o relacionamento oscila entre infecção e harmonia. Se a bactéria se reproduzir muito rapidamente, corre o risco de esgotar os recursos do host e desencadear uma resposta imune, resultando na morte do hóspede, do host ou de ambos. Se reproduzir muito lentamente, não se estabelecerá na célula. Somente em casos raros, eles pensaram, a bactéria obtém uma taxa reprodutiva de ouro. Então, para se tornar um verdadeiro endossimbionte, ele deve se infiltrar no ciclo reprodutivo de seu hospedeiro para pegar uma carona até a próxima geração. Finalmente, o anfitrião Genoma Eventualmente, deve mudar para acomodar a bactéria – permitindo que os dois evoluam como uma unidade.
“Eles se tornam viciados um no outro”, disse Vorholt.
