de Roxana Istudor şi Adrian Barna

Majoritatea oamenilor nu se gândesc prea des la bacterii, chiar dacă aceste organisme microscopice alcătuiesc marea majoritate a vieții de pe Pământ și sunt implicate într-o mulțime de procese, existând chiar în interiorul organismulu uman. Cercetătorii consideră că potențialul lor este uimitor, iar studiile au relevat proprietăți uluitoare ale creaturilor care alcătuiesc această lume microscopică.

Produc aur pur

Cupriavidus metallidurans este un organism bizar, o mică bacterie care înghite compuși metalici și scoate… pepite de aur. Această proprietate neobișnuită provine din modul în care bacteria interacționează cu mediul său. Solurile în care trăiește sunt pline de minerale toxice, dăunătoare în cantități mari, dar esențiale pentru supraviețuirea microbilor. Ca urmare, bacteria preia minerale din sol și le transformă într-o formă mai puțin periculoasă. Dacă este prezent prea mult aur, microorganismul folosește o enzimă cunoscută sub numele de CopA pentru a evita absorbția oricăror compuși toxici. „Ce este greu de absorbit se transformă în zona exterioară a celulei bacteriei în pepite de aur de doar câțiva nanometri”, explică specialistul Dietrich H. Nies, de la Universitatea „Martin Luther”, din Germania, care a realizat o cercetare asupra Cupriavidus metallidurans.

În viață după 100 de milioane de ani

În 2020, oamenii de știință au anunțat că au recuperat cu succes bacterii de pe fundul Oceanului Pacific, despre care se crede că au peste 100 milioane de ani - cele mai vechi organisme cunoscute de pe Pământ. Microbii de record includ zece grupuri majore și au stat în stare latentă la peste 70 de metri sub fundul mării. Nava internațională de cercetare JOIDES Resolution a excavat mostre de sub albia oceanului și au fost uimiți să descopere că 99% dintre microbi au supraviețuit chiar și fără nutrienți. Ulterior, specialiștii au incubat organismele într-un laborator, timp de 557 de zile, pentru a-și demonstra teoria.

Pedepsirea leneșilor din colonie

Se pare că și în lumea bacteriilor există exemplare care nu își fac treaba în colonie, așa că unele specii au dezvoltat un anume tip de comportament față de acești leneși. După cum arată un raport publicat de revista PLOS Computational Biology, coloniile de bacterii supraviețuiesc producând substanțe chimice vitale, cum ar fi enzimele care descompun alimentele în nutrienți. Când microbii simt că sunt înconjurați de mulți dintre semenii lor, produc mai puțin, dar unele exemplare refuză total să muncească. Experții au descoperit cu stupoare că restul membrilor coloniei îi „înfometează” pe leneși, până când aceștia mor.

Își prepară propriul alcool

Oamenii de știință au avertizat de mai mult timp cu privire la daunele pe care alcoolul le poate produce asupra organelor interne ale omului. Cu atât mai mult cu cât oamenii deja… au acest tip de substanță! În 2019, cercetătorii de la Beijing au descoperit un microorganism care se află în intestinul uman și care produce alcool în cantități semnificative. Observat pentru prima dată la un pacient cu o afecțiune intestinală, generată de acumularea de drojdii la acest nivel, Klebsiella pneumoniae este studiat din perspectiva unui potențial tratament împotriva bolii ficatului gras la persoanele care nu beau alcool.

Descompun glutenul

În 2022, oamenii de știință au anunțat că au descoperit câteva noi tipuri de bacterii potențial revoluționare, într-o peșteră aflată la sute de metri sub pământ. Echipa de cercetători americani, algerieni și suedezi consideră că acestea ar putea fi folosite pentru a trata intoleranța la gluten. „Am găsit tulpini care pot produce substanțe antimicrobiene sau care pot descompune glutenul, sub- stanță care poate provoca reacții inflamatorii în intestinele multor oameni. De asemenea, s-a descoperit că bacteriile sunt capabile să tolereze condițiile extreme găsite în sistemul digestiv uman”, a explicat expertul Natuschka Lee. Pe de altă parte, descoperirea acestor bacterii în condiții extreme demonstrează că universul acestor microorganisme poate exista și sub suprafața altor planete.

Ajutoare în mineritul pentru „pământuri rare”

Una dintre cheile trecerii omenirii la energiile regenerabile sunt așa-numitele „pământuri rare”, pline de minerale necesare sistemelor de energie verde, de la autovehicule electrice la turbine eoliene. Pe lângă controversele legate de exploatarea acestora, oamenii au în față aceeași problemă pe care o înfruntă vizavi de combustibilii fosili: sunt epuizabile. Dar se pare că bacteriile pot fi „mineri” mai buni decât oamenii. Cercetătorii de la Universitatea Penn State, din SUA, cred că lanmodulina proteică ar putea juca un rol-cheie în extracția resurselor și în tehnologia ecologică. Aceasta face parte dintr-o familie de proteine produse de bacteriile metilotrofe, substanțe care se prind de anumite metale din „pământurile rare” cu o putere fenomenală, de 100 de milioane de ori mai mare decât atașarea de alte metale. Această proprietate va putea fi utilizată în viitor pentru detectarea cu precizie a locului exact în care se află prețioasele resurse care stau la baza trecerii omenirii către energie verde și implicit a salvării planetei.

Pot învăța… jocuri?

Datorită cercetătorilor de la Consiliul Național de Cercetare din Spania, bacteriile modificate genetic pot… juca „X și 0”! Mai precis, echipa de specialiști a „învățat” o tulpină de E.coli să joace acest joc și, chiar dacă ceea ce a ieșit poate părea bizar, este potențial util. Experții au modificat microbii pentru a se comporta ca… sinapsele din creierul uman, creând „rețele neuronale” din microorganismele de dimensiuni mici. Potrivit biologului Alfonso Ja- ramillo, citat de revista New Scientist, acest experiment „înseamnă că bacteriile se comportă în același mod ca o componentă electronică numită memristor, folosită pentru a crea cipuri de computer - și acestea imită modul în care funcționează sinapsele dintr-un creier”. Oricât de ciudat ar părea, experții lucrează în prezent la alte utilizări viitoare de același tip, inclusiv crearea de „materiale vii”.

Unele tipuri de bacterii pot crește până la lungimea de doi centimetri, ceea ce sfidează regulile cunoscute ale biologiei

Bacteriile „trăiesc” în colonii şi au „obiceiuri” ciudat de aproape de ale omului: „fac” aur şi alcool, pedepsesc „semenii” leneşi şi se... joacă!

„Hackeri“ împotriva cancerului

Asemănătoare într-un fel cu Universul, dar mult mai accesibilă pentru oameni, lumea infinită a microbilor abia a început să-și dezvăluie posibilitățile pentru viața oamenilor. Iar una dintre cele mai acerbe lupte ale umanității este cea cu cancerul, afecțiunea care are o adaptabilitate care dă de furcă oamenilor de secole. Pe drumul către a învinge boala, imunologii de la Universitatea Columbia au avut ideea de a folosi bacteriile ca pe un potențial agent de „dezactivare”, plecând de la felul în care hackerii umani pot scoate din funcțiune diverse sisteme. Concret, microorganisme modificate genetic s-ar putea îndrepta spre tumori și ar declanșa un răspuns din partea sistemului imunitar. „Prin zeci de ani de cercetare, care ne-au permis să înțelegem cum se dezvoltă un răspuns imunitar, dezvoltăm terapii care vizează în mod specific fiecare dintre acești pași”, detaliază specialistul Nicholas Arpaia.