Christian Jogler (à direita) e a candidata a doutorado Carmen Elisabeth Wurzbacher estudam uma cultura da bactéria Planctopirus Limnophila.
Todos os organismos superiores, como fungos, plantas, animais e humanos, consistem em células eucarióticas. Essas são células que têm um núcleo e organelas, como as mitocôndrias. As mitocôndrias fornecem energia às células eucarióticas. Em contraste com os eucariotos, os procariotos são organismos unicelulares. Eles têm uma estrutura mais simples e são significativamente menores que os eucariotos. Eles não têm núcleo celular nem organelas, como as mitocôndrias.
A origem dos eucariotos é considerada um dos maiores enigmas da biologia: de acordo com a doutrina atual, acredita-se que dois procariotos, um chamado Asgar archaeon e uma bactéria, tenham se fundido. Diz-se que a bactéria se desenvolveu em uma mitocôndria. Graças à sua mitocôndria, esse ancestral eucariótico tinha energia suficiente disponível para se desenvolver nas células mais complexas conhecidas hoje. Uma característica definidora desses eucariotos complexos é a endocitose – a capacidade de comer outras células. Até agora, no entanto, era considerado energeticamente impossível para uma célula procariótica ser capaz de endocitose, pois a fonte de energia da mitocôndria era considerada indispensável para isso. No entanto, uma equipe de pesquisa da Universidade de Jena descobriu bactérias procarióticas que podem comer outras células. A equipe relata essa descoberta surpreendente no periódico científico “mBio”.
Planctomycetes: procariontes “impossíveis”
Por mais de dez anos, Christian Jogler e sua equipe vêm buscando uma abordagem diferente para explicar a eucariogênese. O pesquisador está se concentrando no grupo procariótico de planctomycetes, bactérias muito incomuns que são consideradas por alguns cientistas como potenciais ancestrais dos eucariotos devido à sua biologia celular incomum. “A ideia de uma “fusão” de dois procariontes diferentes em um eucarioto parece incompreensível para mim de uma perspectiva de biologia celular“, explica o microbiologista, que conduz pesquisas no Cluster de Excelência “Equilíbrio do Microverso” da Universidade de Jena. “Ninguém jamais observou algo parecido antes e tal híbrido provavelmente não seria viável devido às diferentes estruturas de membrana e maquinarias moleculares.” acrescenta Jogler.
Caçadores de micróbios
Em 2014, a equipe de Jogler encontrou novos planctomicetos em Heiligendamm, no Mar Báltico, o que forneceu argumentos para a origem planctomiceto dos eucariotos.Essas bactérias mudam de forma, elas “caminham” sobre superfícies e fluem umas em torno das outras.” Uma equipe liderada por Takashi Shiratori, do Japão, também encontrou e descreveu planctomicetos comparáveis em 2019. Esses microrganismos até comiam outras bactérias e, portanto, pareciam refutar a doutrina de que procariontes não seriam capazes de endocitose por razões energéticas.
“Para ser honesto, eu não acreditei no Dr. Shiratori no começodiz Jogler. Ele e sua equipe, portanto, inicialmente tentaram refutar a hipótese de endocitose procariótica. No entanto, após um ano de pesquisa intensiva, os pesquisadores não têm mais dúvidas sobre a precisão dos resultados de Shiratori. No artigo que eles agora submeteram, eles apresentam um organismo comparável que eles isolaram e caracterizaram do Mar do Norte: Uabimicrobium helgolandensis. Esses procariontes também se alimentam de outras bactérias e esses organismos, portanto, nem deveriam existir. Os pesquisadores deram a esse grupo de planctomicetos incomuns o nome apropriado bactérias de presa.
“Ao sequenciar o genoma de Uabimicrobium helgolandensis, também conseguimos desenvolver novas hipóteses sobre o mecanismo molecular da absorção de bactérias presas“, explica Jogler. Ele vê os planctomycetes predadores como o Archaeopteryx microbiano, um organismo-ponte entre os procariontes e eucariontes, e está convencido de que os planctomycetes desempenharam um papel na eucariogênese, talvez até mesmo na origem da própria vida.
