Nova espécie Strigamonas Methylophilicida encontrada em água doce
Cientistas descobrem uma nova espécie de bactéria e suas interações únicas.
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Índice
- Características dos Patescibacteria
- Nova Descoberta: Strigamonas methylophilicida
- Metodologia
- Locais de Amostragem
- Técnicas de Enriquecimento
- Técnicas de Estudo
- Resultados
- Descoberta do Consórcio
- Informações do Genoma
- Características das Células
- Interação com os Anfitriões
- Detalhes do Hospedeiro
- Efeitos sobre os Anfitriões
- Associação com Fagos
- Características do Fago
- Impacto nas Interações
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Os Patescibacteria são um grupo único de bactérias que recentemente chamaram a atenção dos cientistas. Essas pequenas formas de vida representam uma grande parte do total de bactérias encontradas em diversos ambientes, incluindo áreas com muito pouco oxigênio. Os pesquisadores descobriram que os Patescibacteria não têm as ferramentas normais necessárias para fazer moléculas importantes como aminoácidos e gorduras. Isso indica que provavelmente eles dependem de outros organismos para sobreviver, agindo mais como hóspedes do que como anfitriões.
Características dos Patescibacteria
Os Patescibacteria são, na maioria, bem pequenos, geralmente grudando em células maiores. Isso levou os cientistas a acreditar que eles vivem bem próximos de outras bactérias, possivelmente se alimentando delas sem matá-las. Infelizmente, muitos aspectos da biologia deles ainda são um mistério. Os cientistas identificaram muitos dos genes deles, mas ainda não sabem exatamente o que muitos deles fazem. Como resultado, cultivar Patescibacteria em ambiente de laboratório se tornou uma prioridade para entendê-los melhor.
Até agora, apenas algumas espécies de Patescibacteria foram cultivadas com sucesso em laboratórios. A primeira delas, chamada Candidatus Nanosynbacter lyticus, é conhecida por se fixar em outra bactéria encontrada na boca humana. Outras espécies também foram descobertas, mas parecem confirmar que os Patescibacteria geralmente dependem de seus anfitriões para sobreviver.
Nova Descoberta: Strigamonas methylophilicida
Recentemente, os cientistas apresentaram uma nova espécie chamada Strigamonas methylophilicida, encontrada em pequenos sistemas de água doce perto de Paris. Essa espécie é única porque se liga a um tipo específico de bactéria, enriquecendo a compreensão dos Patescibacteria. Ela tem um genoma maior comparado a outros Patescibacteria relacionados, sugerindo que pode ter algumas características distintas que a diferenciam.
Metodologia
Locais de Amostragem
As amostras de água foram coletadas de dois locais específicos, um riacho pequeno e um lago em Paris. Os pesquisadores adicionaram metanol à água para estimular o crescimento de bactérias específicas. Com o tempo, eles notaram pequenas bactérias grudando em células maiores e em movimento.
Técnicas de Enriquecimento
Após a observação inicial, os cientistas usaram técnicas especiais para enriquecer ainda mais as amostras, eventualmente separando as bactérias através de um método conhecido como separação celular ativada por fluorescência. Isso ajudou a isolar os Patescibacteria e seus anfitriões para estudos mais aprofundados.
Técnicas de Estudo
Os pesquisadores usaram várias técnicas de microscopia para visualizar as bactérias. Eles também utilizaram métodos de extração, amplificação e sequenciamento de DNA para analisar o material genético.
Resultados
Descoberta do Consórcio
Após analisar as amostras, os cientistas descobriram uma nova relação entre Strigamonas e seu hospedeiro bacteriano. Ambas as bactérias estavam presentes nas amostras de água, indicando uma nova interação ecológica que ainda não tinha sido documentada.
Informações do Genoma
O genoma de Strigamonas methylophilicida foi encontrado com cerca de 1,9 milhão de pares de bases, significativamente maior do que a maioria dos Patescibacteria. Ele contém muitos genes únicos, com uma grande porcentagem ainda não caracterizada. Isso sugere que Strigamonas tem adaptações especiais que permitem que ela prospere em seu ambiente.
Características das Células
Sob o microscópio, as células de Strigamonas apresentaram estruturas únicas e um tamanho pequeno, reforçando ainda mais seu papel como uma forma de vida peculiar que vive de perto com outras bactérias. Os pesquisadores também notaram a presença de pequenas partículas chamadas vesículas extracelulares, que antes não eram vistas em Patescibacteria.
Interação com os Anfitriões
Detalhes do Hospedeiro
Strigamonas methylophilicida depende de bactérias metilotróficas para nutrientes essenciais. A relação parece ser de que Strigamonas pode se beneficiar dos nutrientes enquanto está firmemente grudada em seu hospedeiro. Os cientistas acreditam que isso pode trazer vantagens para ambos os tipos de bactérias.
Efeitos sobre os Anfitriões
Os achados iniciais sugerem que Strigamonas pode não apenas depender de seu hospedeiro, mas também influenciar o comportamento dele. Isso levanta questões sobre os papéis que as bactérias desempenham em seus ambientes e como elas interagem umas com as outras.
Fagos
Associação comUma descoberta significativa associada a Strigamonas foi a identificação de um jumbo fagos que parece ter como alvo essa nova espécie. Esse fagos tem um genoma grande e contém muitos genes que poderiam alterar o comportamento e o metabolismo de Strigamonas e potencialmente de seu hospedeiro bacteriano.
Características do Fago
O jumbo fago tem um tamanho de cerca de 230 kilobases e codifica várias proteínas que podem ajudar na replicação, além de proteínas que podem modificar as características do hospedeiro. Isso sugere uma interação complexa onde o fago influencia tanto Strigamonas quanto seu hospedeiro.
Impacto nas Interações
A presença do fago adiciona outro nível de complexidade à relação entre Strigamonas e seu parceiro bacteriano. Essas interações podem levar a mudanças em como essas bactérias se comunicam e funcionam dentro de seus ecossistemas.
Conclusão
A descoberta de Strigamonas methylophilicida e suas conexões com outras bactérias destacam a importância de estudar formas de vida pequenas, muitas vezes negligenciadas. Entender essas interações pode fornecer uma visão sobre a complexidade dos ecossistemas microbianos. Embora muito sobre esses microrganismos ainda seja desconhecido, a pesquisa contínua busca revelar mais detalhes sobre seu comportamento e papéis ecológicos.
Através desses esforços, os cientistas esperam pintar um quadro mais claro das relações intricadas entre bactérias, seus anfitriões e os vírus que interagem com elas. Esse conhecimento pode ter implicações significativas para a biologia, ecologia e a compreensão geral da vida em nível microscópico.
Título: Tripartite interaction of a patescibacterial epibiont, a methylotrophic gammaproteobacterial host and a jumbo phage
Resumo: Patescibacteria form a very diverse and widely distributed phylum of small bacteria inferred to have an episymbiotic lifestyle. However, the prevalence of this lifestyle within the phylum and their host specificity remain poorly known due to the scarcity of cultured representatives. Here, we describe a tripartite interaction of a patescibacterium, its gammaproteobacterial host, and a patescibacterial phage based on metagenomic data and enrichment cultures from two shallow, geographically close, freshwater ecosystems. The patescibacterium, Strigamonas methylophilicida sp. nov., defines a new genus within the family Absconditicoccaceae. It grows as epibiont on cells of methanotrophic species of the gammaproteobacterial family Methylophilaceae. Strigamonas cells are tightly attached to the host, sometimes forming stacks that connect two host cells. Despite a surprisingly large genome (1.9 Mb) compared to many other patescibacteria, S. methylophilicida lacks many essential biosynthetic pathways, including the complete biosynthesis of phospholipids, amino acids, and nucleic acids, implying a dependence on the host to obtain these molecules. From metagenomes of these ecosystems, we identified and assembled the genome of a jumbo phage likely infecting the patescibacterium based on a CRISPR spacer match. Its large genome (230 kb) contained a wide gene repertoire, including genes probably involved in the modification of the Strigamonas metabolism and cell surface. By manipulating the patescibacterial phenotype during infection, the phage likely influences in turn the interaction of the patescibacterial epibiont with its methylotrophic host in a parasitic menage-a-trois. Our results confirm a prevalent episymbiotic lifestyle in Absconditicoccaceae and further suggest a clade-specific adaptation of these patescibacteria for gammaproteobacterial hosts.
Autores: David Moreira, F. Buderka, P. Lopez-Garcia, P. Deschamps, M. Krupovic, A. Gutierrez-Preciado, M. Ciobanu, P. Bertolino, G. David, L. Jardillier
Última atualização: 2024-07-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584096.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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