Dezembro de 2010
Quão rápido podem as bactérias crescer? Depende.
Dados de Proteómica Validar Modelo de Crescimento Bacteriano
br>Dados de Proteómica do PNNL permitiram aos cientistas mapear a abundância de 900 proteínas identificadas em E. coli do tipo selvagem em comparação com a E. coli que tinha sido adaptada para o crescimento em meios quer de lactato quer de glicerol. Ampliar imagem Resultados: A investigação proteómica no Laboratório Nacional Pacific Northwest National está a ajudar a validar um modelo metabólico bacteriano e está a fornecer conhecimentos sobre as principais proteínas e vias metabólicas essenciais para encorajar e desencorajar o crescimento bacteriano num ambiente em mudança.
Por que é importante: As bactérias estão entre os organismos de reprodução mais rápidos do mundo, duplicando a cada 4 a 20 minutos. Algumas bactérias de crescimento rápido, tais como estirpes patogénicas de E. coli podem adoecer e matar-nos; outras bactérias num ambiente subterrâneo podem ser utilizadas para imobilizar contaminantes químicos, impedindo o seu movimento através das águas subterrâneas e qualquer impacto negativo associado ao ecossistema. Mas quer as bactérias sejam prejudiciais ou úteis, os cientistas precisam de ser capazes de prever de forma fiável como se reproduzirão e crescerão num determinado ambiente.
O investigador de renome internacional Bernhard Palsson e outros investigadores da Universidade da Califórnia San Diego lideraram uma equipa de cientistas da PNNL, da Universidade de Heidelberg, e do Centro Alemão de Investigação do Cancro para estudar como a bactéria E. coli mudou e evoluiu de um ambiente para outro num ambiente de laboratório. A equipa comparou então os dados proteómicos, genómicos e metabólicos do estudo com um modelo computacional para o crescimento bacteriano.
Métodos: Uma das peças-chave de informação foi a geração de dados utilizando a capacidade única de proteómica de alto rendimento na EMSL, uma instalação de utilizadores científicos do Departamento de Energia localizada no PNNL. Utilizando a cromatografia líquida de alto desempenho acoplada à espectrometria de massa, a equipa recolheu dados sobre a forma como as bactérias alteraram o seu perfil proteico à medida que cresciam e se reproduziam em diferentes meios. Os cientistas descobriram que os dados e o modelo estavam correlacionados a um grau surpreendente (mais de 98% em alguns casos), validando a capacidade do modelo para prever o crescimento da bactéria E. coli em condições específicas.
Ser capaz de modelar o crescimento de E. coli ajudará os cientistas a começar a desenvolver modelos metabólicos fiáveis para outros organismos mais complexos. Este trabalho fornecerá também insights fundamentais sobre as melhores formas de integrar diferentes conjuntos de dados complexos para prever com maior precisão a forma como os organismos respondem aos seus ambientes a nível molecular.
O que se segue: O desenvolvimento de modelos biológicos ajudará os cientistas a compreender como os organismos alteram a sua composição genética e expressão genética e proteica, para que os engenheiros possam utilizar melhor os organismos biológicos para melhorar o nosso ambiente e saúde.
Conhecimentos: Parte deste trabalho foi realizado na EMSL utilizando capacidades desenvolvidas sob o apoio dos Institutos Nacionais de Saúde Centro Nacional de Recursos de Investigação e do Gabinete de Investigação Biológica e Ambiental do DOE. O trabalho foi também financiado em parte por uma bolsa Fulbright e bolsas da Fundação Nacional de Ciência e dos Institutos Nacionais de Saúde. A equipa do PNNL incluía Kim Hixson, Ashoka Polpitiya, Josh Adkins, Sam Purvine, Daniel Lopez-Ferrer, e Dick Smith.