Imagine que existem flechas que são letais quando disparadas contra seus inimigos, mas inofensivas se caa­rem sobre seus amigos. a‰ fa¡cil ver como isso seria uma vantagem surpreendente na guerra, se fossem reais. No entanto, algo como essas flechas realmente existe, e elas são usadas na guerra ... apenas em uma escala diferente.

Essas armas são chamadas de alfaiates, e a realidade équase mais estranha que a ficção.

"Tailocins são nanoma¡quinas de protea­nas extremamente fortes feitas por bactanãrias ", explicou Vivek Mutalik, um cientista do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) que estuda tailocins e fagos, os va­rus que infectam bactanãrias dos quais os tailocins parecem ser remanescentes. "Eles se parecem com fagos, mas não tem o capsa­deo, que éa 'cabea§a' do fago que contanãm o DNA viral e a ma¡quina de replicação. Então, eles são como uma agulha movida a mola que vai e se posiciona no alvo canãlula , em seguida, parece cutucar todo o caminho atravanãs da membrana celular, fazendo um buraco no citoplasma, de modo que a canãlula perde seus a­ons e conteaºdo e entra em colapso. "

Uma grande variedade de bactanãrias são capazes de produzir tailocins e parecem fazaª-lo sob condições de estresse. Como os tailocins são letais apenas para cepas especa­ficas - tão específicos, na verdade, que ganharam o apelido de "ma­sseis teleguiados bacterianos" - os tailocins parecem ser uma ferramenta usada pelas bactanãrias para competir com seus rivais. Devido a  sua semelhança com os fagos, os cientistas acreditam que as tailocinas são produzidas pelo DNA que foi originalmente inserido nos genomas bacterianos durante as infecções virais (os va­rus da£o a seus hospedeiros instruções para fazerem mais de si mesmos) e, ao longo do tempo evolutivo, as bactanãrias descartaram as partes de o DNA do fago que não foi benanãfico, mas manteve as partes que poderiam ser cooptadas para seu pra³prio benefa­cio.

Mas, ao contra¡rio da maioria das habilidades que são selecionadas atravanãs da evolução, os tailocins não salvam o indiva­duo. De acordo com Mutalik, as bactanãrias são mortas se produzirem tailocinas, da mesma forma que seriam se fossem infectadas pelo va­rus verdadeiro do fago, porque as nanoma¡quinas pontiagudas irrompem atravanãs da membrana para sair da canãlula produtora de maneira semelhante a spartículas virais replicadas. Mas, uma vez liberados, os tailocins tem como alvo apenas certas cepas, poupando as outras células da linhagem hospedeira.

"Eles beneficiam os parentes, mas o indiva­duo ésacrificado, o que éum tipo de comportamento altrua­sta. Mas ainda não entendemos como esse fena´meno acontece na natureza", disse Mutalik. Os cientistas também não sabem exatamente como funciona o aªmbolo da agulha de punhalada do tailocin.

Esses tópicos, e os tailocins como um todo, são uma área de pesquisa quente devido a s muitas aplicações possa­veis. Mutalik e seus colegas da area de Biociências do Laborata³rio de Berkeley, juntamente com colaboradores da UC Berkeley, estãointeressados ​​em aproveitar os alfaiates para estudar melhor os microbiomas. Outros grupos estãoansiosos para usar tailocinas como alternativa aos antibia³ticos tradicionais - que eliminam indiscriminadamente as cepas benanãficas junto com as ruins e são cada vez mais ineficazes devido a  evolução dos traa§os de resistência aos medicamentos.

Em seu artigo mais recente, a equipe colaborativa de Berkeley explorou a base genanãtica e os mecanismos fa­sicos que governam como os tailocins atacam cepas especa­ficas e analisou as semelhanças e diferenças genanãticas entre os produtores de tailocins e suas cepas-alvo.

Depois de examinar 12 cepas de bactanãrias do solo conhecidas por usarem tailocinas, os bia³logos encontraram evidaªncias de que diferenças nos lipopolissacara­deos - moléculas a  base de gordura e açúcar - anexadas a s membranas externas poderiam determinar se uma cepa éou não visada por uma determinada tailocina.

"As bactanãrias que estudamos vivem em um ambiente desafiador e com poucos recursos, então estamos interessados ​​em ver como elas podem estar usando alfaiates para lutar pela sobrevivaªncia", disse Adam Arkin, co-autor e cientista saªnior da faculdade de Biociências area e cogestora técnica da area de Foco Cienta­fico de Ecossistemas e Redes Integradas com Genes e Conjuntos Moleculares (ENIGMA). Arkin observou que, embora os cientistas possam induzir facilmente bactanãrias a produzirem tailocins no laboratório (e podem inserir facilmente os genes em cepas cultiva¡veis ​​para produção em massa, o que seráútil se quisermos transformar tailocins em medicamentos), ainda hámuitas perguntas sem resposta sobre como as bactanãrias implantam tailocins em seu ambiente natural, bem como como - e por que - cepas especa­ficas são direcionadas com a precisão de um assassino.

“Assim que entendermos os mecanismos de direcionamento, podemos comea§ar a usar esses adaptadores nosmesmos”, acrescentou Arkin. "O potencial da medicina éobviamente enorme, mas também seria incra­vel para o tipo de ciência que fazemos, que estuda como os micróbios ambientais interagem e os papanãis dessas interações em processos ecola³gicos importantes, como sequestro de carbono e processamento de nitrogaªnio."

Atualmente, émuito difa­cil descobrir o que cada micróbio em uma comunidade estãofazendo, pois os cientistas não podem facilmente adicionar e subtrair cepas e observar o resultado. Com tailocins apropriadamente controlados, esses experimentos poderiam ser feitos facilmente.

Mutalik, Arkin e seus colegas também estãoconduzindo estudos de acompanhamento com o objetivo de revelar os mecanismos de ação dos tailocins. Eles planejam usar os recursos de imagem avana§ados do Berkeley Lab para tirar instanta¢neos denívelata´mico de todo o processo, desde o momento em que a cauda se liga a  canãlula-alvo atéa deflação da canãlula. Essencialmente, eles estara£o filmando frames de um filme de terror microsca³pico.