Cheia de vida no fundo do oceano

Células bacterianas intactas descobertas em sedimentos de 16 milhões de anos

A bordo do navio de pesquisa se junta à Resolução ODP
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Durante muito tempo, só se podia adivinhar o que acontece na profunda biosfera abaixo do fundo do mar. Agora, uma equipe de pesquisa internacional encontrou bactérias vivas em poços de perfuração do leste do Oceano Pacífico. Com as técnicas de detecção sensível recém-desenvolvidas, elas foram capazes de mostrar pela primeira vez que as células abundantes são um componente importante de toda a vida, o RNA ribossômico muito instável. Como relatam os pesquisadores na revista científica Nature, eles encontraram células vivas em sedimentos de até 16 milhões de anos.

Sedimentos marinhos cobrem cerca de 70% da superfície da Terra, e estima-se a partir de poços avaliados que cerca de dez a trinta por cento de todos os microorganismos estão enterrados lá no fundo. Nas classes altas, Axel Schippers, do Instituto Federal de Geologia e Recursos Naturais (BGR), juntamente com colegas do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha e cientistas do GeoForschungszentrum Potsdam e da Escola de Ciências da Terra, Oceano e Planetárias do País de Gales, encontraram uma saída Com o navio-sonda de pesquisa Joides Resolution 100 milhões de células por mililitro, a uma profundidade de 40 metros, esse valor caiu para um milhão por mililitro. A uma profundidade de 400 metros, os pesquisadores ainda encontraram 100.000 células na amostra.

Os cientistas, no entanto, enfrentaram o problema de distinguir se essas células estão vivas ou mortas. Schippers e colegas conseguiram usar dois métodos altamente sensíveis para detectar um componente celular que só é encontrado nas células vivas: RNA ribossômico (ácido ribonucleico). Essas moléculas de RNA fazem parte do aparelho de síntese de proteínas e, portanto, são vitais para todos os tipos de células. No ribossomo, novas proteínas e ferramentas (enzimas) são criadas na linha de montagem, na qual a célula precisa viver.

Reação em cadeia da polimerase e técnica CARD-FISH

A técnica CARD-FISH e a reação quantitativa em cadeia da polimerase (Q-PCR) são atualmente os métodos mais sensíveis para detectar células vivas. Ambas as técnicas foram otimizadas e usadas com sucesso para aplicações de sedimentos marinhos no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, em Bremen.

Os pesquisadores usaram a ligação específica de um pequeno pedaço de sonda de DNA de fita simples, iniciador ou oligonucleotídeo - até o presente nas sequências de microrganismos no RNA ribossômico. No Q-PCR, um pedaço desse RNA ribossômico lábil é transcrito para uma cópia de DNA e depois propagado artificialmente. Nesse processo, uma molécula de corante é incorporada ao produto, que pode ser quantificada com precisão. Isso permitiu que os pesquisadores determinassem o número de moléculas iniciais na amostra. display

Sonda genética com enzima

No método CARD-FISH, o truque é acoplar a uma sonda genética específica uma enzima ativa que produz uma forte reação de cor quando tratada adequadamente. A sonda genética com enzima deve agora ser introduzida nas células, a amostra corada e avaliada ao microscópio. Somente nas células, nas quais a sonda genética poderia atracar, é possível reconhecer um sinal claro. Os números de células sobreviventes compararam os pesquisadores com o número total de células, que também inclui células mortas.

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Os núcleos de perfuração do núcleo no leste do Pacífico mostram pelo menos 10 a 30% de todas as células vivas pelas análises CARD FISH e Q-PCR. Usando essas ferramentas, Schippers e colegas também foram capazes de comparar a distribuição de profundidade das espécies em diferentes locais. Nas margens do oceano, eles encontraram significativamente mais bactérias do que archaea, os protozoários típicos de locais extremos. Quanto mais fundo eles perfuravam, menor era a proporção de arquéias.

De outras medições no mesmo núcleo, os pesquisadores estimaram quanta biomassa no fundo do mar renasce. Juntamente com o número de células vivas, eles agora podiam calcular quanto tempo é o tempo de duplicação. Para sua surpresa, os habitantes das profundezas se dividem tão rápido quanto seus primos que vivem no fundo do mar. Dependendo da espécie, atingiram valores de um quarto de ano a 22 anos. Eles crescem lentamente, mas no período geológico eles desempenham um papel importante. Eles vivem, mas suas vidas são muito lentas. O que eles estão fazendo e que influência exercem sobre os circuitos globais e o clima global ainda precisa ser explorado.

(idw - MPG, 28.02.2005 - DLO)