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Primeira visão geral de arqueas em vertebrados
O estudo mostra que a diversidade de arqueas no intestino dos vertebrados émaior do que se pensava anteriormente. Além disso, o estudo mostra como a relação entre os animais e suas dietas afeta a diversidade de arqueas.
Por Max Planck Society - 27/10/2021


Vista de uma cola´nia de archea no microsca³pio eletra´nico de varredura. Crédito: MPI f. Biologia do Desenvolvimento

As arqueas são frequentemente confundidas com bactanãrias, visto que ambas são organismos pequenos e unicelulares. No entanto, as arqueas são tão geneticamente diferentes das bactanãrias quanto os humanos são das bactanãrias. Embora as archaea sejam encontradas na maioria dos ambientes, incluindo o microbioma intestinal humano, relativamente pouco se sabe sobre elas. Uma equipe internacional de pesquisadores da Alemanha e da austria, liderada por Nicholas Youngblut no Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento em Ta¼bingen, Alemanha, compilou a primeira avaliação em grande escala da diversidade de arqueas no intestino dos vertebrados. O estudo mostra que a diversidade de arqueas no intestino dos vertebrados émaior do que se pensava anteriormente. Além disso, o estudo mostra como a relação entre os animais e suas dietas afeta a diversidade de arqueas.

Archaea éo terceiro doma­nio da vida, separado dos doma­nios das bactanãrias e eucariotos. Embora as bactanãrias e as arqueas sejam organismos unicelulares sem núcleo, elas são muito diferentes em aspectos essenciais. Por exemplo, as archaea geram metano exclusivamente ao consumir os produtos residuais da fermentação bacteriana. Ao contra¡rio das bactanãrias, nenhuma espanãcie patogaªnica de arquanãias foi descoberta, o que éum dos principais motivos pelos quais mais atenção édada a s bactanãrias no microbioma animal. Como resultado, pouco se sabe sobre a diversidade de arqueas no intestino dos vertebrados e quais fatores influenciam essa diversidade.

Como uma impressão digital biológica, grupos específicos de micróbios colonizam o intestino de pa¡ssaros, mama­feros, anfa­bios, ranãpteis e peixes. Em um novo artigo, os pesquisadores revelaram como as archaea se encaixam nessa imagem. "Ficamos maravilhados com a especificidade, mas também com a diversidade das espanãcies de archaeal que encontramos no intestino dos vertebrados. Entre eles estava o archaeon Methanothermobacter", explicou Nicholas Youngblut, do Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento, principal autor do estudo. "Sabe-se que metanotermobactanãria ocorre apenas em ambientes quentes de cerca de 60 graus Celsius, então sua detecção em um grande número de vertebrados diferentes foi surpreendente. Vimos o gaªnero arquea particularmente comum e difundido entre as aves, o que pode ser devido a  sua temperatura corporal mais elevada de cerca de 40 graus Celsius ou mais quente. "

Visão atravanãs do microsca³pio a³ptico: as arqueas metanogaªnicas são fluorescentes
por natureza. Crédito: Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento

Um conjunto de dados de tamanho e qualidade impressionantes

Os estudos relacionados entre os animais nem sempre foram conduzidos de maneira tão uniforme. Era importante para a equipe de pesquisa obter amostras de animais selvagens sempre que possí­vel, uma vez que o microbioma dos animais em cativeiro difere imensamente daqueles na natureza. A abordagem foi, portanto, muito abrangente, uma vez que os dados mais amplos e completos possa­veis tiveram que ser coletados e analisados ​​para identificar e classificar as diferentes comunidades de arqueas em vertebrados hospedeiros selvagens. "Traªs quartos das amostras que examinamos, que foram coletadas com o apoio da Universidade de Medicina Veterina¡ria de Viena, vieram de animais selvagens", disse Georg Reischer, do Centro de Pesquisa em Saúde e agua da Universidade de Tecnologia de Viena e ICC Water & Health, coautor do estudo. "Isso éaºnico e nos fornece uma imagem abrangente."
 
Trabalhos anteriores dos pesquisadores mostraram que certas arqueas que habitam o intestino são heredita¡rias, assim como a cor dos olhos ou a altura, indicando que a genanãtica humana influencia a diversidade das arqueas no intestino. Este novo trabalho de Youngblut e colegas expande a escala evolutiva de humanos para todos os vertebrados e mostra evidaªncias de uma antiga associação entre arqueas e animais . Os pesquisadores mostram que espanãcies animais intimamente relacionadas abrigam arqueas mais semelhantes, e certas arqueas especa­ficas provavelmente estavam presentes nas entranhas dos primeiros vertebrados. Em contraste, os mesmos pesquisadores mostraram anteriormente que a dieta era um fator mais importante para a diversidade bacteriana no intestino dos vertebrados.

Melhor compreensão sobre a coevolução de micróbios

Nicholas Youngblut, um lider de grupo no Departamento de Pesquisa de Microbioma liderado por Ruth Ley no Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento, aborda questões sobre a ecologia e evolução de metana³genos associados ao hospedeiro, que são arquanãias produtoras de metano. O estudo estãono contexto direto de suas questões de uma história evolutiva compartilhada entre humanos e micróbios intestinais e o potencial para coevolução.

Seu foco principal éentender como os micróbios intestinais se adaptaram ao ambiente intestinal e o impacto que isso tem na saúde do hospedeiro. Isso inclui projetos com foco em como a história evolutiva e a ecologia dos vertebrados explicam a variação na comunidade microbiana do intestino. Além disso, Youngblut estãoabordando questões sobre a ecologia e a evolução dos metana³genos no intestino humano. Aqui, ele empreende um uso integrado de trabalho de laboratório e bioinforma¡tica. Os cientistas da Alemanha e da austria acreditam ter descoberto um princa­pio universalmente aplica¡vel com seu manãtodo, que reflete uma visão mais aprofundada da evolução e da diversidade da vida.

 

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