Um novo estudo destaca a importância de estudar os micróbios em seu ambiente natural, em vez de depender exclusivamente de pesquisas em laboratório. Os pesquisadores descobriram que um conjunto de bactérias da raiz do milho se comportou de maneira completamente diferente quando cultivado na planta em vez de em laboratório, com milhares de proteínas sofrendo alterações quando colocadas em seu habitat natural.

   “Historicamente, temos dependido de experimentos in vitro e experimentos em laboratório, e eles ainda são muito importantes”, disse Anna Garrell, primeira autora de um artigo sobre o trabalho e pesquisadora de pós-doutorado na Universidade Estadual da Carolina do Norte. “Mas acho que isso é um bom lembrete de que o que você encontra no laboratório não é necessariamente o que vai acontecer no ambiente real.”

   Para o estudo, os pesquisadores cultivaram sete bactérias da raiz do milho tanto em laboratório (in vitro) quanto na planta (in planta) para medir as diferenças em seu comportamento. Embora todas as bactérias tenham agido de forma diferente na planta, os detalhes variaram de espécie para espécie.

   “A maior surpresa que descobrimos foi que todas essas bactérias interagiam com a planta de maneiras muito diferentes”, disse Garrell. “Algumas, ao chegarem à raiz, tornavam-se mais móveis e pareciam ativar funções que as ajudavam a se mover e nadar. Outras faziam exatamente o oposto: fixavam-se à raiz e ficavam muito mais imóveis. Nem todas as bactérias são iguais, nem interagem com a planta da mesma forma.”

   Os micróbios na planta exibiram uma variedade de comportamentos, desde a ativação de diversos sistemas de secreção até a solubilização de fosfato e o consumo de diferentes açúcares. A magnitude da mudança de comportamento foi notável, afirmou o investigador principal Manuel Kleiner, professor associado de biologia vegetal e microbiana na NC State.

   “Ao comparar os micróbios que crescem na planta com os que crescem fora dela, o mais impressionante foi que esses micróbios mudaram completamente sua programação”, disse Kleiner. “Não são apenas dez ou quatro genes, são milhares que se modificam completamente assim que começam a interagir com a planta.”

   As sete bactérias utilizadas no estudo pertencem ao que se conhece como uma comunidade definida, um grupo de micróbios com partes específicas conhecidas que os cientistas podem utilizar como sujeitos de teste estáveis. Esses micróbios foram escolhidos porque colonizam de forma consistente, possuem genomas conhecidos e são originários das raízes do milho, o que os torna confiáveis ​​para testes na planta e em laboratório.

   “Esta pesquisa ajudará os cientistas a aprimorar nossa compreensão de como esses micróbios reagem às suas plantas hospedeiras”, disse Garrell. “Pesquisas futuras podem se basear neste trabalho, estudando como múltiplos micróbios interagem e se influenciam mutuamente quando estão em suas plantas hospedeiras, e como trabalham juntos para colonizar as plantas. Isso será importante para o desenvolvimento de produtos reais para uso na agricultura sustentável.”

   O artigo, intitulado “Proteômica diferencial de bactérias cultivadas in vitro e in planta revela funções utilizadas durante o crescimento em raízes de milho”, foi publicado na revista mSystems. 

  Os coautores incluem John Cheadle, Nathan Crook e Gaurav Pal, da Universidade Estadual da Carolina do Norte; Alecia Septer, da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill; Maggie Wagner, da Universidade do Kansas; e Ashley Beck, do Carroll College e da Universidade Estadual da Carolina do Norte.