Hofer-2021-Blast do passado para o coronavírus.

MICROBIOMA

Deixando seu hospedeiro de urso polar para trás

Acredita-se que muitos membros da microbiota associados ao hospedeiro tenham evoluído de parentes ambientais; em contraste, Welter et al. mostram que Psychrobacter spp. inicialmente associados a animais e que algumas cepas perderam essa habilidade e agora são especializadas para colonizar habitats ambientais frios. Os autores geraram 85 genomas de Psychrobacter spp. de diferentes fontes, incluindo mamíferos, pássaros e peixes, mas também água do mar, permafrost e gelo. Os dados genômicos revelaram que os ancestrais do clado Psychrobacter são Moraxella spp., que são bactérias frequentemente patogênicas associadas ao hospedeiro.

Além disso, a triagem fenotípica de isolados revelou que existem dois ecótipos diferentes, os que são flexíveis e podem crescer em temperaturas de até 37 graus e aqueles com crescimento restrito que são limitados a temperaturas abaixo de 25 graus. As linhagens basais pertenciam ao ecótipo flexível e apresentavam sinais de associação com o hospedeiro, como resistência à bile. Finalmente, embora as fezes do urso polar contenham cepas de ambos os ecótipos, apenas as cepas flexíveis podem colonizar camundongos gnotobióticos. Assim, Psychrobacter spp. provavelmente deixou nichos associados ao hospedeiro e se especializou para habitar ambientes frios.

A microbiota associada ao hospedeiro está intimamente relacionada à imunidade por causa de seus efeitos diretos e indiretos no sistema imunológico do hospedeiro. Primeiro, a microbiota pode estimular o sistema imunológico do hospedeiro para gerar uma resposta imune e aumentar a imunidade do hospedeiro. No trato gastrointestinal, a microbiota normal pode resistir à invasão de microrganismos patogênicos e substâncias estranhas e ativar células imunes para mediar a produção de citocinas de acordo. Além disso, a presença da microbiota também pode melhorar a função da barreira intestinal do hospedeiro para evitar novas invasões de bactérias nocivas. Em segundo lugar, a microbiota pode influenciar a maturação e o desenvolvimento do sistema imunológico do hospedeiro.

No início da vida, a microbiota é crítica para a colonização bacteriana do sistema imunológico. Eles podem estimular o crescimento e desenvolvimento normais do sistema imunológico do hospedeiro e desempenhar um papel no equilíbrio e na regulação do sistema imunológico para evitar a ativação excessiva ou insuficiente do sistema imunológico. Finalmente, a Microbiota e a Esterilização da Imunidade No estado inflamatório de certas doenças, a microbiota nos tecidos mudará, levando ao supercrescimento de microorganismos patogênicos, interrompendo assim o equilíbrio do sistema imunológico. Por exemplo, estudos mostraram que reduções em certas microbiotas intestinais estão associadas ao desenvolvimento de doenças inflamatórias intestinais, como doença inflamatória intestinal e encefalopatia entérica. Deste ponto de vista, devemos estar atentos para melhorar nossa imunidade em nossa vida diária. Cistanche pode aumentar a imunidade humana, e os polissacarídeos em Cistanche podem regular a resposta imune do sistema imunológico humano e melhorar a capacidade de estresse das células imunológicas, aumentando o efeito bactericida das células imunológicas.

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MICROBIOLOGIA AMBIENTAL

Bactérias que vivem em casca de árvore consomem metano

As árvores e seu ambiente, em particular as zonas úmidas, podem emitir quantidades substanciais de metano, gás de efeito estufa. Jeffrey e outros. descobrem que a casca da árvore contém bactérias oxidantes de metano que podem potencialmente mitigar algumas dessas emissões. Ao incubar amostras de casca da árvore comum Melaleuca quinquenervia em laboratório, observaram uma redução da concentração de metano ao longo do tempo. A taxa de consumo de metano se correlacionou com a abundância de bactérias metilotróficas (conforme determinado por um gene marcador metabólico), em particular membros do gênero Methylomonas, que eram comuns nas amostras de casca de árvore.

Além disso, experimentos de campo com câmaras herméticas que podem ser usadas para medir fluxos de metano revelaram que o tratamento da casca com difluorometano, um inibidor competitivo da metanotrofia, aumentou as emissões de metano em cerca de 36%.

INFECÇÃO VIRAL

Explosão do passado para imunidade ao coronavírus

Se e quanto tempo leva para os coronavírus escaparem da imunidade do hospedeiro é uma questão importante. Para estudar o escape de anticorpos do coronavírus, Eguia et al. estudaram amostras de soro humano das décadas de 1980 e 1990 e sua capacidade de neutralizar o coronavírus 229E do resfriado comum. Eles avaliaram a capacidade das amostras de neutralizar vírus pseudotipados com picos de cinco cepas 229E de diferentes pontos no tempo, variando de 1986 a 2016. Os soros que neutralizaram potentemente vírus com picos concomitantes mostraram uma queda substancial nos títulos de neutralização para vírus posteriores ou até mesmo escape completo , provavelmente devido à divergência do domínio de ligação ao receptor.

Em média, 10 anos de evolução do vírus 'futuro' levaram a uma queda de quatro vezes nos títulos de neutralização. Por outro lado, os soros coletados em 2020 neutralizaram os vírus 'antigos', pelo menos se a amostra viesse de um adulto. Os soros de crianças mostraram alguma neutralização de cepas anteriores, mas não tanto quanto os soros de adultos.

DESENVOLVIMENTO BACTERIANO

mudança de programa

Os elementos integrativos e conjugativos (ICEs) são encontrados em uma ampla variedade de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Os ICEs são integrados aos cromossomos do hospedeiro, mas após sua ativação, eles podem excisar, circularizar e ser transferidos para células receptoras por meio de conjugação. Além do maquinário de conjugação necessário, os ICEs geralmente codificam genes acessórios que conferem um fenótipo distinto às células hospedeiras, incluindo fatores de virulência e resistência a antibióticos ou metais, e a transferência de tais elementos móveis e os traços codificados entre bactérias promovem a rápida evolução e disseminação de tais fenótipos.

Embora muitos genes codificados por ICE tenham sido identificados bioinformaticamente, os fenótipos que eles podem conferir aos seus hospedeiros geralmente permanecem desconhecidos. Neste estudo, Jones et al. relatam que ICEBs1, que é um ICE de Bacillus subtilis, fornece uma vantagem seletiva para suas células hospedeiras durante dois processos de desenvolvimento: formação de biofilme e esporulação.

A transferência de ICEBs1 é ativada após a detecção de sinais distintos, por exemplo, alta densidade celular estimula a ativação de ICEBs1 e a transferência de ICEBs1 é reprimida por um sinal de detecção de quorum codificado no elemento. Durante o crescimento em um biofilme, ICEBs1 é induzido e transferido de forma eficiente. No entanto, não se sabia se ICEBs1 afeta células hospedeiras durante este modo de crescimento.

Para determinar o possível impacto na aptidão de seu hospedeiro, os autores realizaram experimentos de competição em biofilmes usando cepas de B. subtilis com ou sem ICEBs1. Eles descobriram que ICEBs1 se espalha eficientemente em baixas proporções de doador para receptor durante o crescimento em biofilmes, confirmando observações anteriores mostrando que a indução de ICEBs1 é inibida pela presença de outros doadores potenciais.

Além disso, os autores relatam a aptidão aprimorada de células contendo ICEBs1-em comparação com células que não contêm ICEBs1, que também depende da frequência inicial do elemento na população. Mas o que está por trás dessa vantagem de crescimento mediada1-pelo ICEB?

Curiosamente, os autores descobriram que as células contendo ICEBs1 'enganam', diminuindo a expressão dos genes da matriz do biofilme em comparação com células sem ICEBs1, possivelmente permitindo-lhes evitar a dispendiosa produção deste bem público.

Além disso, a esporulação de células contendo ICEBs1-foi retardada de maneira dependente da frequência durante o crescimento em biofilmes e na ausência de biofilmes, permitindo assim o crescimento celular prolongado até o compromisso com o programa de desenvolvimento. Os autores mostraram que a expressão do gene ICEBs1 devI foi necessária e suficiente para reduzir a expressão da matriz do biofilme e retardar o início da esporulação.

Em resumo, o estudo mostra que retardar o desenvolvimento de biofilme e esporos permite que os ICEBs1- contendo células hospedeiras cresçam mais do que células sem ICEBs1, o que aumenta a propagação do elemento. Assim, os genes codificados por ICEBs1-modulam as funções normais do hospedeiro, em vez de fornecer fenótipos inteiramente novos para seus hospedeiros, o que os autores especulam que pode ser uma estratégia conservada entre os elementos semelhantes aos ICEBs1-ou outros ICEs.

Artigo original Jones, JM et al. Um elemento genético móvel aumenta a aptidão do hospedeiro bacteriano ao manipular o desenvolvimento. eLife 10, e65924 (2021).

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