Contaminações paralelas e horizontais…

Um dos grandes temas unificadores deste blogue é a simbiose e a transferência horizontal de genes. Talvez devido ao fato dos dois autores trabalharem, respirarem e se divertirem com isto, pois vai dizer que vocês também não acham um dos temas mais maneiros da biologia, e um dos fenômenos mais instigantes a ocorrer na vida na terra? Agora, abusando de analogias e metáforas, e roubando o termo da biologia, também, estes dois autores “contaminam” horizontalmente e constroem simbioses em outros projetos ligados a divulgação da ciência, informação e outras coisas não tão relacionadas (mas que consideramos maneiras também), e um dos projetos é o Podcast “Dragões de Garagem”, leia quem são os autores aqui.

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A ideia geral é falar de um modo descontraído sobre ciência e suas lateralizações, mas respeitando o rigor científico. Este que vos escreve já participou do primeiro episódio sobre carreira acadêmica (dando dicas de sobrevivência como onde comer de graça, onde dormir, com quem pegar carona) e do episódio 4, que o tema foi, adivinhem:Simbiose! com a participação mais que “satisfatória” da co-autora deste blog, Natália.

Além de participar do podcast, também mantenho um TUMBLR, o “A mosca e o jarro”, onde compartilho imagens sobre ciência, quadrinhos, filmes e outras estranhezas e bonitezas, como as que ilustram esse post…Das contaminações podem surgir coisas interessantes, e jamais esperadas, ou somente coisas maneiras mesmo…Aproveitem, contaminem e sejam contaminados também.

Ilustração Xenobiológica de Wayne Barlowe

Ilustração Xenobiológica de Wayne Barlowe

Tygra bem elegante para a festa

Tygra bem elegante para a festa

Necator americanus. Hookworm. Verme gancho… te engole por dentro.

Necator americanus. Hookworm. Verme gancho… te engole por dentro.

Hal Jordan, o Lanterna verde do setor 2814.1.

Hal Jordan, o Lanterna verde do setor 2814.1.

Mais informações em:

http://dragoesdegaragem.com/

http://www.facebook.com/dragoesdegaragem

http://amoscaeojarro.tumblr.com/

 

 

A matéria escura da Biologia

seres estranhos se escondem atrás da cortina da biologia que conhecemos?

Em cada montanha imponente, em cada vale desértico, na fossa termal mais profunda e ácida do oceano que cobre a Terra, a vida dá o ar de sua graça. De bactérias no estômago de um tigre adormecido a plantas contaminadas por fungos contaminados por vírus, e até mesmo tu, caro leitor, todos são parte de uma cadeia ininterrupta de histórias de seres vivos quetiveram sua origem num único evento, o alvorescer da vida e num único organismo, LUCA (Last Universal Common Ancestor) que seria o hipotético ancestral de toda a vida na Terra. Sim, tu és parente daquela macieira no quintal, assim como dos pulgões que parasitam ela em certas épocas do ano…

Agora imagine tal cenário: a vida não surgiu uma única vez, ou melhor, a vida não só surgiu múltiplas vezes mas continua espreitando, nas sombras, e totalmente independente do resto da vida na Terra, um conceito conhecido como a “Biosfera das sombras”. Vida estranha, que utilizaria formas alternativas de bioquímica, metabolismo e constituintes corporais. Poderíamos encontrar microorganismos que utilizam outros elementos da tabela períodica na sua arquitetura, além dos padrões carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre, tais como o arsênico (o que se mostrou falso até agora), ou organismos que não constroem proteínas da forma que nós as conhecemos, e até mesmo outros tipos de bases nitrogenadas (citocina, guanina, adenina, timina e uracila). Como todos os seres vivos conhecidos e catalogados utilizam esse mesmo padrão biológico, o que reforça a idéia de parentesco e ancestralidade comum, se encontrarmos seres alternativos, que driblem essas vias, e até mesmo ignorem estas, e não possam ser inseridos dentro dos grupos conhecidos, poderíamos incluir eles dentro dessa biosfera escura, das sombras, alienígena, isso se em algum dia, algum estranho destes vir a luz do dia…No próximo encontro conversamos sobre outras alternativas, algumas bem radicais, e o que se pensa sobre algumas possíveis estranhezas biológicas que se desacortinaram diante dos nossos olhos…

Mais informações: Shadow biosphere

Imagem: Life-changing experiments: The biological Higgs

>O quarto Domínio da Vida

>Sobre o artigo da equipe de Jonathan Eisen da UC Davis sobre evidências de um quarto Domínio da Vida. (aqui uma nota explicativa bem detalhada no blog do Biólogo Evolutivo Jonathan Einsen, autor do artigo.) As evidências vieram das amostras do projeto de Craig Venter que procura coletar água do mar, em seu iate, para posteriormente realizar análises metagenômicas com os organismos encontrados, utilizando marcadores moleculares como as subunidades de ARN.

(Bacon, Lettuce, and Tomato, a convergência “maneira” ou algo do tipo)

O que foi encontrado, ao construir árvores filogenéticas destes organismos, foi um padrão de ramificação “novo” que dá a idéia de que alguns vírus gigantes, como o Mimivirus e outros, possam representar este 4° Domínio da vida. Traz a tona a velha questão, que pensei estar encerrada, de estas entidades genéticas serem “vivas” ou não…

Carl Zimmer no blog “The Loom” discute a respeito deste artigo também.

Referências:

Wu D, Wu M, Halpern A, Rusch DB, Yooseph S, et al. 2011 Stalking the Fourth Domain in Metagenomic Data: Searching for, Discovering, and Interpreting Novel, Deep Branches in Marker Gene Phylogenetic Trees. PLoS ONE 6(3): e18011. doi:10.1371/journal.pone.0018011

Imagem: Abstruse goose

>O Guia do Mochileiro dos Genomas

>ResearchBlogging.org

Solidão. Ou é momentânea, ou ilusória. Nunca estamos sozinhos. Dentro de nós existem mais bactérias que gotas da água num dia chuvoso de verão. Algumas nos acompanham do nascimento até o funeral, outras vamos adquirindo através da comida, da respiração e do toque de outra pele… Para o bem e para o mal, convivemos com elas. Algumas são organismos caroneiros, no melhor estilo “On the Road” do escritor Beat, Jack Kerouac. E talvez, a mochileira oficial na estrada da história da vida na Terra é a espécie Wolbachia pipientis, uma Rickettsiacea.
Uma célula de inseto hospedando algumas Wolbachias (os círculos). A dominatrix da Biosfera

Uma bactéria endossimbionte obrigatória, ou seja que não é possível cultivá-la ou a remover de seu hospedeiro sem causar alguma alteração fisiológica no mesmo. Extremamente sexista (se as feministas fossem escolher algum mascote seria esta a ideal) onde na sua presença a proporção de machos e fêmeas é alterada (normalmente fica em torno de 50%) e ainda são mestras na manipulação sexual do hospedeiro. Elas pegam carona nos óvulos das fêmeas, assim sendo transmitidas a sua prole.

Wolbachia está em seus óvulos, matando os seus machos!

Os principais efeitos no hospedeiro são: morte dos machos na prole, partenogênese (quando não há necessidade de fusão de gametas do sexo oposto), ou seja o animal teria somente uma mãe e nenhum pai, transformação de machos em fêmeas e incompatibilidade citoplasmática (quando uma estirpe, um tipo de bactéria da fêmea não é compatível com a estirpe do macho) o que leva a morte de praticamente toda a prole do acasalamento.

É o parasita mais bem sucedido de toda a biosfera, praticamente 70% dos invertebrados possuem Wolbachias em seus corpos, de moscas da fruta, aranhas, escorpiões, crustáceos, borboletas e alguns vermes nematóides, o que nos traz um paradoxo, pois se ela altera tanto a “sexualidade” dos seus hospedeiros, causando um genocídio de machos, por que esta relação simbiótica é tão persistente?

Algumas das manipulações na fecundação entre seus hospedeiros.

Bom, foi descoberto que em algumas espécies de Drosophilas (as moscas da frutas) que estas estão protegidas contra alguns vírus de RNA, na presença destes endossimbiontes, o que torna “incerto” o conceito de parasitismo e mutualismo, não sendo algo eternamente estático, mas sim um conceito que possui uma certa plasticidade.
Não bastasse elas pegarem carona nos ovos e filhotes de outros organismos, existe a evidência dramática, onde em pelo menos uma espécie da mosca hawaiana Drosophila ananassae, possui o genoma inteiro da Wolbachia, praticamente 1 milhão de pares de bases, incrustado em seu cromossomo 2, além de pedaços de outros genes da bactéria nos genomas de vespas, besouros e nematóides através da transferência horizontal gênica. Melhor carona que esta é impossível!
Alguns teóricos especulam que a Wolbachia poderia dar origem a uma nova organela, da mesma forma que a mitocôndria e o cloroplasto surgiram na teia da vida, mas num futuro distante…

A flecha indica o genoma da wolbachia em verde, no cromossomo politênico de Drosophila.

Agora imagine se existisse algum organismo que assume o controle da vida sexual dos seres humanos, e manipulasse a razão macho/fêmea dando ênfase ao nascimento somente de mulheres! Um tema abordado na HQ “Y o último homem”, isso se sobrassem homens para deslumbrar tal mundo… Mas deixaremos estas últimas palavras para os escritores de ficção científica…

Referências:

Zimmer, C. (2001). Wolbachia: A Tale of Sex and Survival Science, 292 (5519), 1093-1095 DOI: 10.1126/science.292.5519.1093

Teixeira, L., Ferreira, �., & Ashburner, M. (2008). The Bacterial Symbiont Wolbachia Induces Resistance to RNA Viral Infections in Drosophila melanogaster PLoS Biology, 6 (12) DOI: 10.1371/journal.pbio.1000002

Hotopp, J., Clark, M., Oliveira, D., Foster, J., Fischer, P., Torres, M., Giebel, J., Kumar, N., Ishmael, N., Wang, S., Ingram, J., Nene, R., Shepard, J., Tomkins, J., Richards, S., Spiro, D., Ghedin, E., Slatko, B., Tettelin, H., & Werren, J. (2007). Widespread Lateral Gene Transfer from Intracellular Bacteria to Multicellular Eukaryotes Science, 317 (5845), 1753-1756 DOI: 10.1126/science.1142490

Imagens: infelizmente perdi as referências de algumas…

>Eu, um aglomerado de átomos, a ponderar sobre os átomos que formam eu e você

>É incrível até onde podemos ir com o pensamento. A lógica (que é pensamento, por fim matéria) pode te levar de “A” a “B”, mas a imaginação te leva a qualquer lugar do universo, como dizia o velho Einstein… Precisamos manter a mente aberta, mas a tal ponto de não deixar transbordar o cerébro para fora (Dawkins). Para podermos hipotetizar novas formas de vida, precisamos entender e estabelecer de comum acordo o que é isso, a vida. E já possuímos uma definição, talvez nao satisfatória para alguns, de que a vida como a conhecemos, a única, a nossa e dos outros organismos terrestres, se baseia nos átomos da tabela periódica.

Não em todos é claro, pois eles precisam possuir algumas propriedades “especiais”, como formar longas cadeias estáveis (carbono), doar ou receber energia na forma de eletricidade (comunicação e interatividade que faz o hidrogênio e oxigênio ), formação em conjunto de maior complexidade como o nitrogênio, que é a base dos ácidos nucleicos e aminoácidos, acelerar, dar estrutura e energizar as reações quimícas, um dos papéis do fósforo e o enxofre que faz ligação com algumas proteínas (note que cada vez mais a complexidade e o nível hierárquico aumenta). Aqui temos o acrônimo mnemônico “CHONPS”, os elementos básicos para a vida na Terra.

A alguns dias atrás, descobrimos que ao menos um desses átomos, o fósforo (P) talvez possa ser substituído por arsênico (As) e desempenhar funções semelhantes num organismo vivo, a agora famosa bactéria Halomonadaceae, estirpe “GFAJ-1”, descrita no trabalho da Dra. Felisa Wolve-Simon da Astrobiologia da NASA. Bom, ainda não chegamos lá na nossa definição de vida (imagine uma lista de compras de supermercado). Os átomos detalhados acima não são suficientes, para manter um ser vivo, outros, como o Ferro (Fe) que forma a molécula da hemoglobina, tem papel fundamental no transporte de oxigênio em alguns animais, já outros possuem uma molécula semelhante, como os fotossintetizadores que possuem a clorofila mas outro átomo que faz esse papel, o magnésio (Mg), já alguns cefalópodes como os polvos e as lulas, possuem o Cobre (Cu) em molécula e papel semelhante.

Não é um trabalho fácil não é mesmo? por que ainda não paramos por aí, pois um organismo vivo troca, rouba e devolve energia para o meio ambiente, e também precisa nao somente se replicar (forma uma cópia de si) mas se reproduzir (formar uma cópia de si de forma “autônoma”), um dos motivos dos vírus não entrarem no escopo de seres vivos (pois eles utilizam o maquinário da célula invadida para tal). Esse sistema vivo ainda precisa mudar, sofrer mutações, ou adições e deleções e por fim evoluir.
Aqui estamos, talvez tenha conseguido descrever a forma de vida mais simples de todas, uma bactéria.

Mas e outras “vidas”? outros seres? Nós estamos aqui, mas onde estão todos os outros? isso se eles existem… No próximo post, vamos continuar em cima dessa questão. Então ainda dá tempo de preparar o café, limpar os óculos (se você os usar) por que é cedo para ir dormir, ainda mais que o próximo texto irei discorrer a respeito de vida feita de nuvens… Até lá.


Imagens: aqui, aqui e aqui

>Eu sou de arsênico. Uma bactéria seduzida por um veneno, no lugar mais solitário do planeta

>

Ah… Bactérias. Organismos primordiais do nosso planeta. Ocupam praticamente todos os nichos da Biosfera, até mesmo vivemos em paz com elas (em nosso estômago) ou as vezes elas podem nos matar. Entidades simples, mas que “inventaram” as mais diversificadas e estranhas maneiras de sobreviver. Manipuladoras sexuais, sobreviventes a radiação alta, fazem nuvens, constroem colônias petrificadas em praias antigas, comem enxofre, e agora, em artigo publicado na revista Science, e divulgado em coletiva de imprensa as 17 hs (horário de Brasília) e 2 hs de Washington D.C, Estados Unidos pelo centro de Astrobiologia da NASA, podem utilizar o elemento Arsênico (As) em sua bioquímica, substituindo o Fósforo (P) como estrutura essencial na molécula de DNA, e possívelmente em outras biomoléculas.
O que pensávamos sobre a vida, ou sobre os elementos essenciais da “vida como ela é” era baseado nos “big six“, ou seja, todas as formas de vida, de um grão de bactéria, de um cavalo marinho, uma bromélia solitária, e até a ruiva apetitosa Christina Hendricks, todos são formados de básicamente Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P) e enxofre (S). A arquitetura molecular desses organismos é estruturada por estes átomos em forma de biomoléculas, nas estruturas celulares, no ATP (trifosfato de adenosina) a “energia que dá força”, e na molécula da vida, o DNA. Para o nosso interesse o fósforo desempenha a função de formar o “esqueleto” do DNA, na forma de fosfato (PO43-) ligando-se ao oxigênio e açúcares, constituindo a estrutura externa dessa molécula.

A pesquisa liderada pela Bioquímica Felisa Wolve-Simon do NASA Astrobiology Institute, demonstrou em seus experimentos com o organismo do Domínio Bacteria, filo das Proteobacteria, da família Halomonadaceae, estirpe “GFAJ-1”, que é possível que esse organismo substitua o fosfato por arsenato (AsO43- ) em funções analógas ao DNA “padrão”, formando o esqueleto do DNA, talvez ATA (Triarsenato de adenosina?) e também nas estruturas celulares que compoem essa estranha amante do arsênico.
O lago onde vivem estas bactérias chama-se “Mono, na califórnia E.U.A, sua paisagem alienígena dá asas a imaginação. É um ambiente hipersalínico e alcalino, sua temperatura fica em torno de -15 C° a 17 C°, a vida nesta faixa sofre uma redução em seu metabolismo (o que o arsênico pode desempenhar papel fundamental neste caso).

Quando fiquei sabendo ontem a noite sobre essa coletiva, esperava algo um pouco mais surpreendente (mas, que de fato é sim, para a biologia), mas imaginava um novo código genético, ou uma nova forma de vida terrestre, que foi batizada hipotéticamente como “Biosfera das Sombras” pelo Astronomo Paul Davies, que seriam formas de “vida”, que evoluíram de forma independente no sentido de não compartilharem estes constituintes básicos, não sendo possível sua inclusão dentro das classificações que conhecemos. Bem, não foi isso que aconteceu. Tão pouco a descoberta de vida extraterrestre como muitos haviam pensado, já que o tema era Astrobiologia. O que provavelmente aconteceu neste estranho e “sedutor” evento evolutivo foi uma adaptação extrema para utilizar o elemento “As” invés de “P”, como constituinte básico em sua biologia.

“I am arsenic, half dead and cold as a stone,
I’ll burn your guts and crush your bone.
If I should venture, corruption would spread.
No one should approach the living dead!
I am a poison – a knife in your guts.
I need to be blameless, disguise my sin,
I need to have a hide for a skin!
I need to be tidy, need to be clean,
need to have my best efforts seen.

Então, não encontramos E.Ts, nem uma nova forma de vida completamente disparate, mas um tipo tomado de estranheza à bioquímica convencional utilizada por todas os outros (até onde sabemos). No contexto cosmólogico, abre possibilidades de encontrar outros organismos em exoluas e exoplanetas, e até mesmo no nosso sistema solar, já que a vida, de certa forma ainda pode nos surpreender cada vez mais,e me surpreendeu. E quanto a você, querido leitor?

Prometo mais detalhes a seguir (e correções), preciso dormir agora e aproveitar que o meu velho computador me permitiu escrever este texto tarde da noite.

Referências:
Sience Magazine: “A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus” DOI: 10.1126/science.1197258

Nature News: “Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life

Poema: “I am arsenic” por Misha Norland
Mark Twain

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