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Os investigadores do SEAS descobriram que estas archaea de cor rosa – chamadas Halobacterium salinarum – utilizam os mesmos mecanismos para manter o tamanho das bactérias e da vida eucariótica, indicando que a estratégia de divisão celular pode ser partilhada em todos os domínios da vida. (Imagem cortesia de Alexandre Bison/Universidade de Harvard)
Os três domínios da vida – arqueas, bactérias e eucariontes – podem ter mais em comum do que se pensava anteriormente.
Nos últimos anos, Ariel Amir, professor assistente de matemática aplicada na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard, tem estudado como as células regulam o tamanho. Em pesquisas anteriores, ele e seus colaboradores descobriram que E. coli (bactérias) e leveduras em crescimento (eucariotos) usam os mesmos mecanismos celulares para garantir tamanhos celulares uniformes dentro de uma população.
Agora, com uma equipe de colaboradores que inclui Ethan Garner, professor associado John L. Loeb de Ciências Naturais em Harvard, e Amy Schmid, professora assistente de biologia na Duke University, Amir descobriu que arqueas usam exatamente o mesmo mecanismo.
“Essas descobertas levantam questões realmente interessantes sobre como a mecânica celular evoluiu de forma independente em todos os três domínios da vida”, disse Amir. “Nossos resultados servirão como uma base útil para, em última análise, compreender os mecanismos moleculares e a evolução do controle do ciclo celular.”
Archaea são microrganismos unicelulares que habitam alguns dos ambientes mais extremos da Terra, como fontes termais vulcânicas, poços de petróleo e lagos salgados. Eles são notoriamente difíceis de cultivar em laboratório e, como tal, são relativamente pouco estudados.
Archaea habita alguns dos ambientes mais extremos da Terra, como este lago salgado na Bolívia (Imagem cortesia de Ariel Amir/Havard SEAS)
“Archaea são únicas porque combinam muitas das características de bactérias e eucariontes”, disse o Dr. Yejin Eun, primeiro autor do artigo. “Archaea se assemelham às células bacterianas em tamanho e forma, mas os eventos do ciclo celular – como divisão e ADN replicação – são um híbrido entre eucariontes e bactérias.”
Os pesquisadores estudaram Halobacterium salinarum, um extremófilo que vive em ambientes com alto teor de sal. Eles descobriram que, assim como as bactérias e as leveduras, H. salinarum controla seu tamanho adicionando um volume constante entre dois eventos no ciclo celular. No entanto, os pesquisadores descobriram que H. salinarum não são tão precisos quanto E.coli e houve mais variabilidade na divisão e crescimento celular do que nas células bacterianas.
“Esta pesquisa é a primeira a quantificar a mecânica celular de regulação do tamanho em archaea”, disse Amir. “Isso nos permite explorar quantitativamente como esses mecanismos funcionam e construir um modelo que explica a variabilidade nos dados e as correlações entre as principais propriedades do ciclo celular. Eventualmente, esperamos compreender exatamente o que torna este mecanismo celular tão popular em todos os domínios da vida.”
Esta pesquisa também foi coautoria de Po-Yi Ho, Minjeong Kim, Lars Renner, Salvatore LaRussa e Lydia Robert.
Esta pesquisa foi apoiada em parte pelo Instituto Nacional de Saúde e pela National Science Foundation.
Referência: “As células arqueadas compartilham o controle de tamanho comum com as bactérias, apesar do crescimento e divisão mais ruidosos” por Ye-Jin Eun, Po-Yi Ho, Minjeong Kim, Salvatore LaRussa, Lydia Robert, Lars D. Renner, Amy Schmid, Ethan Garner e Ariel Amir , 18 de dezembro de 2017, Microbiologia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41564-017-0082-6