Revelado como as bactérias que respiram sulfato obtêm energia a partir do enxofre

Uma equipa liderada por cientistas do Instituto de Tecnologia Química e Biológica da Universidade Nova de Lisboa (ITQB-NOVA) descobriu a existência de um novo intermediário no processo pelo qual certas bactérias obtêm energia a partir do enxofre. Os seus resultados, publicado na última edição da prestigiada revista Science, desvendam um mistério de longa data sobre o metabolismo das chamadas bactérias redutoras de sulfato, e contestam a descrição do processo feita nos manuais de microbiologia.

Este trabalho descreve como as bactérias que utilizam compostos de enxofre no processo da respiração produzem energia para viver, um processo descrito até agora em três passos e que, com esta descoberta, passa para quatro. A identificação deste quarto intermediário,  produzido por ação de uma proteína localizada na membrana bacteriana, explica pela primeira vez como se cria uma assimetria de cargas entre os dois lados da membrana – um passo essencial para a produção de energia no processo de respiração, como recorda Inês Cardoso Pereira, coordenadora da investigação.

Para Inês Cardoso Pereira, com estes resultados, “Os livros de texto serão revistos (…) e os modelos usados por outros cientistas também.” Sabe-se que as bactérias redutoras de sulfato (uma forma de enxofre) vivem dispersas no ambiente onde o oxigénio é escasso, como os sedimentos marinhos, e são por isso essenciais para a renovação de um dos ciclos biogeoquímicos mais importantes à vida na Terra. Os geoquímicos, que usam a taxa de processamento do enxofre como marcador para descrever a atmosfera na Terra ao longo do tempo geológico, terão de rever os seus modelos matemáticos, já que a existência do novo intermediário afeta esses cálculos.

Estas bactérias também estão presentes na nossa flora intestinal, o que significa que o dado novo apresentado pelos cientistas portugueses tem também impacto na saúde, pois dá aos investigadores um novo alvo para inibir de forma específica a ação inflamatória das bactérias no intestino.

O projeto que deu origem a estes resultados contou com financiamento da FCT, da National Science Foundation (EUA) e da Deutsche Forschungsgemeinschaft (Alemanha). Dois dos autores receberam bolsas da FCT, como estudante de doutoramento e investigadora de pós-doutoramento. O grupo de investigação de Inês Cardoso Pereira faz parte da unidade de I&D GREEN-IT – Biorecursos para a Sustentabilidade, do ITQB-NOVA, que obteve a classificação de Muito Bom na última avaliação de unidades de I&D realizada pela FCT (em 2013/14). 

Imagens de cima para baixo: 

–  Investigadores do ITQB envolvidos no trabalho. Da esquerda para a direita: Fabian Grein, André Santos, Inês Cardoso Pereira e Sofia Venceslau. 

– Detalhe de sedimento marinho (Ria Formosa, Algarve). Na zona explorada pelo caranguejo, a cor negra revela a presença de bactérias redutoras de sulfato.

– Colónias de bactérias redutoras de sulfato em placa de Petri. Tal como no seu habitat, as bactérias crescidas no laboratório apresentam uma cor preta característica, devido à presença do sulfureto (o produto final da respiração destas bactérias).

(Créditos: Inês Cardoso Pereira e ITQB-NOVA)