Uma das primeiras coisas que você aprende em bacteriologia é que as bactérias vêm em diferentes formas. Não uma enorme gama de formas reconhecidamente, mas as principais formas são esféricas, em forma de vara, ou espiral. Bactérias esféricas fazem sentido como uma esfera é uma forma bastante simples de crescer e cadeias ou colônias de bactérias permitem que eles se espalhem em seu ambiente. Da mesma forma, uma haste é uma boa forma para as bactérias que se movem muito, dando-lhes mais propulsão através de espaços lotados (e quando você é pequeno o suficiente para estar na mesma escala que as grandes moléculas, cada espaço está lotado).mas porquê Espirais? Que benefícios ganham as bactérias por terem a forma de um saca-rolhas?eu estava muito animado, portanto, para ver dois artigos recentes em patógenos PLoS que ambos abordaram esta questão. Uma delas dizia respeito à bactéria campylobacter jejuni (que causa diarreia induzida por bactérias) e outra estava em helicobacter pylori (a bactéria que causa úlceras de estômago, sobre a qual escrevi anteriormente). Em ambos os casos, a forma helicoidal pode ser destruído por bastante simples gene nocautes, e em ambas as bactérias, a perda da forma helicoidal resultou em uma redução de virulência e a capacidade das bactérias para a função dentro de um corpo.a partir de então, comecei por C. jejuni, para o qual tenho um fraquinho, porque trabalhei com ele quando estava a estudar bacteriófagos.em primeiro lugar, como remover a forma espiral das bactérias. Os pesquisadores da referência 1 encontraram um gene, que eles chamaram de pgp1 (peptidoglican peptidase 1), que, quando apagada, transforma as bactérias de uma pequena espiral simples em uma forma de vara chata. Como seu nome sugere pgp1 age sobre peptidoglicano, que é um componente principal da parede celular bacteriana. Quando apagadas, as bactérias em forma de vara resultantes são três vezes piores em pintos colonizadores (C. jejuni é também uma das principais causas de doenças em galinhas) e também são ruins na formação de biofilmes e geralmente se movendo ao redor. A figura 1 na referência tem algumas excelentes imagens das bactérias espirais e dos tristes mutantes em forma de vara.

não houve diferenças entre os mutantes normais de C. jejuni e pgp1 quando se tratava de crescimento, sobrevivência de stress ou vida geral em ágar nutriente; a forma espiral apenas parece ter um efeito sobre fatores importantes para a virulência e sobrevivência dentro de um corpo. Os pesquisadores também fizeram mutantes que sobreexpressaram o pgp1 e descobriram que isso também teve um efeito de alisamento nas células (novamente, imagens de bactérias adoráveis na Figura 3). Quando eles pegaram o gene pgp1 e o colocaram em uma bactéria normalmente em forma de vara (E. coli) não houve alteração na forma. O efeito saca-rolhas que o pgp1 produz só está presente quando o gene está em C. jejuni e expresso nos níveis corretos, o que é uma pena porque E. coli em forma espiral seria legal.

assim, a forma espiral em C. jejuni parece ser controlada por um gene maior (provavelmente com a ajuda de alguns outros) e é importante para a patogenicidade. E o H. pylori?

In H. pylori the story is slightly different. Pesquisas anteriores em bactérias que tinham perdido seu twist helicoidal (embora eles ainda mantinham uma forma ligeiramente curvada, manter esse pensamento) não mostrou nenhuma diferença no movimento ou motilidade nadando. H. pylori vive no revestimento muco do estômago, e pensava-se que a forma helicoidal faria passar por este material viscoso mais facilmente. As bactérias menos retorcidas ainda mostraram uma diferença na colonização – as bactérias de tipo selvagem retorcidas eram muito mais propensas a colonizar o revestimento do estômago do que os mutantes mais retos.

In reference 2, The found a new gene (csd4) involved in the curved shape of the bacteria, which the original non-twisty mutants still maintained. Acontece que, se você bater para fora este gene não sinuoso mutantes bactérias perder todos os vestígios de curva ou twistyness e o movimento através de soluções viscosas que imitam o revestimento do estômago é muito mais difícil. Ao contrário de C. jejuni, portanto, o H. pylori tem dois mecanismos genéticos que causam a forma helicoidal. Um gene que causa a torção helicoidal através da ligação cruzada de bits da parede celular e outro (o csd4 identificado na referência 2) que induz independentemente a curvatura da célula. Estes dois mecanismos também parecem ser completamente independentes, e ambos contribuem para aumentar a twistyness da célula.

assim, enquanto C. jejuni tem um gene único responsável pela forma espiral e aumento da virulência, H. pylori tem dois. Pode haver razões ambientais para isso (C. jejuni pode sobreviver em uma grande variedade de hospedeiros) no entanto, como eles são bactérias não relacionadas é pode ser apenas que a forma helicoidal já existe há mais tempo em H. pylori, que pegou mais de um mecanismo para produzi-lo (e se alguém está ciente de quaisquer outras razões, me envie um e-mail e me avise!). O que é claro é que as bactérias têm razões muito firmes para serem as formas que são, e essas formas não se limitam apenas a bolhas esféricas.

de Crédito link para a imagem 1 (bacteriana formas)

de Crédito link para a imagem 2 (campylobacter)

de Crédito link para a imagem 3 (helicobacter)

de Referência de 1: Frirdich E, Biboy J, Almeida C, Lee J, Ellermeier J, Gielda LD, Dirita VJ, Girardin SE, Vollmer W, & Gaynor CE (2012). A enzima pgp1 modificadora do peptidoglicano é necessária para a forma das células helicoidais e características de patogenicidade em Campylobacter jejuni. Agentes patogénicos PLoS, 8 (3) PMID: 22457624