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A levedura não é o simples microrganismo unicelular que pensávamos, mas um assassino competitivo. Quando faminto de glicose, o fermento libera uma toxina que envenenará outros microorganismos que entraram em seu habitat circundante, até mesmo seus próprios clones. Este fenômeno venenoso era anteriormente desconhecido e contribui para nossa compreensão do comportamento de microrganismos unicelulares, a evolução de organismos unicelulares para multicelulares, além de ter aplicações potencialmente úteis para a indústria de alimentos.
Assar pão se tornou um novo hobby popular durante a pandemia, então hoje em dia você provavelmente encontrará um pequeno pacote de fermento seco escondido em muitos armários de cozinha. Por milhares de anos, esse pequeno fungo vivo tem sido uma parte essencial de nossa dieta, permitindo-nos desfrutar de pão macio, vinho doce e cerveja espumosa. Até recentemente, pensava-se que a levedura era um microrganismo unicelular simples (célula única), mas pesquisadores da Universidade de Tóquio descobriram agora que ela tem uma estratégia de sobrevivência assassina.
“Na situação crítica de sobrevivência da fome de glicose, as leveduras liberam toxinas em seu habitat que matam outros microrganismos enquanto a própria levedura adquire resistência”, explicou o professor assistente Tetsuhiro Hatakeyama da Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências. “Chamamos esse fenômeno de morte tardia. Ficamos ainda mais surpresos ao descobrir que as toxinas produzidas pelas leveduras também podem matar seus clones não adaptados, de modo que correm o risco de matar não apenas os microrganismos invasores, mas também sua própria prole. comportamento quase suicida não havia sido encontrado anteriormente em um organismo unicelular ou mesmo considerado existente.”
Embora as formas cooperativas de comportamento sejam bem conhecidas em muitas bactérias e fungos, esta pesquisa é a primeira descoberta proeminente de competitividade que ocorre em células clonais em organismos unicelulares. Isso tem implicações importantes para nossa compreensão da ecologia de microrganismos, bem como por que alguns microrganismos específicos crescem durante a fermentação, enquanto outros não. Para fazer essa descoberta, a equipe cultivou células clonais (ou seja, derivadas da mesma célula parental) separadamente sob condições limitadas e ricas em glicose. Quando as células foram combinadas, seus padrões de crescimento mostraram que as células de levedura que já haviam se adaptado à fome de glicose eram capazes de envenenar os retardatários e manter os recursos alimentares para si.
“Nossa pesquisa revela um lado surpreendentemente egoísta do comportamento das leveduras”, disse Hatakeyama. “O fenômeno que descobrimos é semelhante a um experimento mental proposto pelo antigo filósofo grego Carnéades de Cirene, chamado de prancha de Carnéades: se um marinheiro escapa de um naufrágio segurando-se em uma prancha que é capaz de suportar apenas uma pessoa, e depois empurra outro marinheiro que vem atrás dele, ele será acusado de assassinato?” Os pesquisadores sugerem que essa estratégia pode ajudar a levedura a evitar a fome em massa da população, além de ajudar na seleção de descendentes produtores de toxinas que têm maior probabilidade de continuar sua linhagem. A estratégia foi observada em vários tipos diferentes de leveduras – inicialmente retiradas de cerveja, pão e vinho – o que pode significar que esse fenômeno pode ocorrer mais amplamente entre essas diversas espécies.
Esta descoberta pode ser usada para desenvolver mecanismos úteis de controle de crescimento para espécies economicamente importantes de levedura, como as usadas na indústria alimentícia. Embora não incluído neste estudo, também pode abrir caminho para um melhor controle de tipos de leveduras que podem afetar negativamente a saúde humana e animal. A equipe gostaria de explorar as implicações dessa descoberta para a evolução celular. “Para o desenvolvimento de organismos multicelulares, é necessária não apenas a ativação mútua do crescimento celular, mas também a inibição mútua do crescimento celular ou morte celular programada em células clonais”, explicou Hatakeyama. “Os fungos são conhecidos por tenderem a uma transição evolutiva entre unicelularidade e multicelularidade mais facilmente do que outros organismos, então gostaríamos de desvendar a relação entre a morte dos retardatários e a evolução de organismos multicelulares. compreensão do desenvolvimento do ecossistema e transições evolutivas.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Tóquio. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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