O estudo foi liderado por pesquisadores do laboratório de Grant Jensen , professor de biofa­sica e biologia e do Howard Hughes Medical Institute Investigator. Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado na revista Nature Communications em 27 de abril.

Bem como vocêpode seguir seu nariz em direção a odores deliciosos - ou longe de maus cheiros - as bactanãrias percebem substâncias químicas em seus ambientes e se movimentam de acordo com as caudas rotativas chamadas flagelos. Esse processo de detecção de um sinal qua­mico externo e a tomada de medidas para se mover de maneira correspondente são chamados quimiotaxia.

"O sistema de quimiotaxia cheira a pistas químicas no ambiente e guia as bactanãrias em direção a lugares benéficos e longe dos perigosos", diz o estudioso de pa³s-doutorado Davi Ortega, primeiro autor da nova pesquisa. "Alguns consideram esse sistema o 'cérebro' das bactanãrias, pois éum mecanismo relativamente simples e sofisticado para a tomada de decisaµes - ele diz a s bactanãrias para onde ir. Isso éfeito considerando uma infinidade de pistas químicas diferentes, integrando as informações. e comparando o estado atual do ambiente com o estado atual de alguns momentos ".

A quimiotaxia éum exemplo de uma via quimiosensorial. Existem 19 tipos diferentes de vias quimiosensoriais conhecidas nas bactanãrias, embora nem todas controlem a motilidade. Cada via écomposta de diferentes subconjuntos de protea­nas quimiosensoriais e forma macromoléculas independentes.

O sistema quimiosensorial em E. coli foi estudado anteriormente, mas neste novo estudo, os pesquisadores analisaram o mecanismo molecular que compaµe as vias quimiosensoriais em outras bactanãrias da mesma classe, usando uma técnica chamada microscopia crioeletra´nica. Eles criaram imagens de quatro organismos, Vibrio cholerae (a bactanãria que causa a ca³lera), Pseudomonas aeruginosa , Shewanella oneidensis e Methylomicrobium alcaliphilum, e encontraram dois sistemas quimiosensoriais presentes em todas as bactanãrias. Os sistemas são montados em estruturas distintas. Sabe-se que um dos sistemas controla a motilidade flagelar, mas a função do outro permanece um mistanãrio; são aparece em uma bactanãria quando o organismo estãomorrendo de fome.

Usando gena´mica comparativa e análise filogenanãtica, os pesquisadores descobriram que, por razões ainda desconhecidas, a via quimiosensorial que controla o motor flagelar em Pseudomonas e Vibrio édiferente da usada em E. coli . O sistema com função desconhecida evoluiu posteriormente para o sistema de quimiotaxia em E. coli , segundo a equipe.

"Descobrimos que alterar a entrada e saa­da de sistemas quimiosensoriais pode alterar seus papanãis biola³gicos na canãlula", diz Ortega. "Mostramos como a natureza reaproveitou uma ma¡quina quimiossensorial complexa para desempenhar uma função biológica diferente, fazendomudanças relativamente diretas. Este trabalho torna os sistemas quimiossensa­veis candidatos via¡veis ​​para controlar diferentes funções celulares no futuro. Para um exemplo especulativo, um dia poderemos ser capazes de desenvolver robôs bacterianos de engenharia biológica, controlados por vias quimiossensa­veis adapta¡veis, que podem funcionar como sistemas de administração de medicamentos ".