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Heróis microbianos entre grama e árvores: como o Bacillus subtilis sobrevive em ambientes extremos?
Bacillus subtilis, conhecida como bactéria da grama ou bactéria do feno, é sem dúvida um dos heróis desconhecidos da natureza. Sendo uma bactéria Gram-positiva, a B. subtilis existe amplamente no solo, nos seres humanos e nos intestinos de vários animais. A sua capacidade de resistir a ambientes extremos torna-a um organismo modelo para a investigação científica.
B. subtilis é uma bactéria em forma de bastonete que forma endosporos duros, o que lhe permite resistir a condições ambientais extremas, como altas temperaturas, falta de água e mudanças de pH.
Na natureza, B. subtilis geralmente ocorre nas camadas superiores do solo e é considerada um comensal normal no intestino humano. Estudos mostraram que até 10 ^ 6 esporos podem ser encontrados por grama de solo, e o número nas fezes humanas também é alto. A tolerância destes microrganismos não é acidental; a sua capacidade de formar endósporos é fundamental para a sua sobrevivência em ambientes adversos.
Os endósporos de B. subtilis podem permanecer viáveis em ambientes com deficiência de nutrientes e sobreviver por décadas, tolerando condições ambientais extremas, como seca, salinidade, pH extremo e radiação.
Além de seu papel na natureza, B. subtilis também dá uma contribuição que não pode ser ignorada na vida humana. Desde o século 20, foi descoberto seu potencial como estimulante imunológico para ajudar no tratamento de doenças gastrointestinais e do trato urinário. Com o aprofundamento da investigação científica, o contexto de aplicação desta bactéria tornou-se cada vez mais extenso, desde a agricultura à medicina.
Para compreender o segredo da sua sobrevivência, os cientistas descobriram que a B. subtilis sofre um processo de mutagénese sob stress ambiental, formando endósporos para preservar o genoma. Sob adversidades, a bactéria sofre uma série de alterações fisiológicas, como a produção de flagelos para facilitar o movimento, a exploração do DNA circundante ou a produção de antibióticos para excluir concorrentes.
Sob condições ambientais adversas, como quando os nutrientes são escassos, B. subtilis sofre esporulação, processo que se tornou um modelo para o estudo da esporulação.
Especificamente, B. subtilis se reproduz de várias maneiras, como divisão simétrica ou assimétrica, e sobrevive por endosporulação em condições de deficiências nutricionais. Este tipo de tolerância permite-lhe encontrar novas oportunidades de sobrevivência em ambientes extremos.
Comparado com outras bactérias, o genoma da B. subtilis possui aproximadamente 4.100 genes, a maioria dos quais relacionados ao metabolismo celular. Diferentes arquiteturas genômicas facilitam sua evolução e adaptação em ambientes adversos. Estudos relevantes demonstraram que o seu genoma apresenta uma diversidade considerável em diferentes ambientes, o que confirma ainda mais o seu estatuto como um membro importante do ecossistema microbiano da Terra.
Através de pesquisas científicas contínuas, B. subtilis tornou-se um importante organismo modelo para a compreensão das características básicas das bactérias Gram-positivas, especialmente seus mecanismos de tolerância e adaptação.
Além da pesquisa biológica, B. subtilis também desempenha um papel importante na indústria e na agricultura. Suas excelentes propriedades de fermentação possibilitam a produção de diversas enzimas e podem ser utilizadas como inoculantes de solo na agricultura para proporcionar efeitos benéficos no crescimento das plantas. Outras modificações genéticas e tecnologias de produção continuarão a expandir o âmbito de utilização desta bactéria e até a mostrar potencial na produção de novos tipos de alimentos.
No entanto, à medida que a aplicação de B. subtilis aumenta, as considerações de segurança tornam-se cada vez mais importantes. Os regulamentos em muitos países avaliaram a sua segurança na agricultura e na saúde humana e confirmaram que B. subtilis não causará danos aos organismos quando utilizado em circunstâncias apropriadas.
As muitas vantagens da B. subtilis fazem dela um modelo de sobrevivência e prosperidade na natureza, e é esta capacidade que lhe permitiu continuar a reproduzir-se em vários ambientes da Terra durante séculos.
Afinal, no atual ambiente em rápida mudança, o Bacillus subtilis poderá continuar a ser a força motriz para explorarmos o mundo microbiano e resolvermos futuros desafios de sobrevivência?
