doi.org/10.1016/j.cell.2025.03.016
Credibilidade: 999
#Bactéria
Pesquisadores encontraram uma estratégia surpreendente de sobrevivência de certas bactérias que pode mudar o futuro da biotecnologia e dos sistemas de energia
Uma equipe liderada pela cientista Caroline Ajo-Franklin, da Universidade Rice, descobriu que algumas bactérias conseguem “respirar” gerando eletricidade, em vez de usar oxigênio, como a maioria dos seres vivos. Essa descoberta, publicada na revista Cell, pode abrir caminho para avanços em energia limpa e biotecnologia industrial.
Os cientistas mostraram como essas bactérias liberam elétrons (partículas carregadas de energia) para o ambiente ao seu redor, em um processo natural. Essa pesquisa, que mistura biologia e eletroquímica, cria uma base para novas tecnologias que aproveitam as habilidades únicas dessas bactérias minúsculas.
“Nosso estudo não só resolve um mistério científico antigo, mas também revela uma estratégia de sobrevivência que pode ser muito comum na natureza”, disse Ajo-Franklin, professora de biociências e diretora do Instituto de Biologia Sintética da Rice.
Como funciona a “respiração elétrica?
A maioria dos organismos, como humanos e plantas, usa oxigênio para transformar alimentos em energia. O oxigênio funciona como o destino final de elétrons em uma série de reações que geram energia. Mas as bactérias, que existem há muito mais tempo que humanos e plantas, desenvolveram outras formas de “respirar” em lugares sem oxigênio, como o fundo do mar ou o intestino humano.
Os pesquisadores descobriram que algumas bactérias usam compostos naturais chamados naftoquinonas para transferir elétrons para superfícies externas. Esse processo, chamado respiração extracelular, é como se as bactérias funcionassem como baterias, liberando corrente elétrica para sobreviver sem oxigênio.
Embora os cientistas já soubessem que esse tipo de respiração existe e até o usassem em biotecnologia, o funcionamento exato era um mistério. Agora, a equipe da Rice desvendou como isso acontece, sugerindo que essa respiração elétrica pode ser mais comum na natureza do que se pensava.
“As naftoquinonas funcionam como entregadores de elétrons, levando-os para fora da célula para que a bactéria possa quebrar os alimentos e produzir energia”, explicou Biki Bapi Kundu, estudante de doutorado da Rice e principal autor do estudo.
Testando a vida sem ar
Os pesquisadores da Rice trabalharam com o laboratório Palsson, da Universidade da Califórnia em San Diego, para testar suas descobertas. Eles usaram simulações em computadores para mostrar como as bactérias crescem em ambientes sem oxigênio, mas com superfícies que conduzem eletricidade.
Os testes confirmaram que as bactérias conseguem sobreviver ao liberar elétrons para essas superfícies. Experimentos em laboratório mostraram que, quando colocadas em materiais condutores, as bactérias continuavam crescendo e gerando eletricidade, como se estivessem “respirando” por meio da superfície.
Essa abordagem combinada ajudou a entender melhor a flexibilidade do metabolismo das bactérias e criou um jeito de monitorar e influenciar o comportamento delas em tempo real usando eletricidade.
Usos em tecnologias limpas e mais
Essa descoberta tem muitas possibilidades práticas. Processos de biotecnologia, como tratamento de esgoto ou fabricação de produtos biológicos, podem ser melhorados ao controlar melhor o fluxo de elétrons. Essas bactérias que “exalam” eletricidade podem corrigir desequilíbrios para manter esses sistemas funcionando bem.
“Nosso trabalho cria uma base para usar dióxido de carbono com eletricidade renovável, onde as bactérias funcionam de forma parecida com plantas na fotossíntese”, disse Ajo-Franklin. “Isso abre portas para tecnologias mais inteligentes e sustentáveis, com a biologia no centro.”
A descoberta também pode levar ao desenvolvimento de sensores bioeletrônicos para ambientes sem oxigênio, como ferramentas para diagnósticos médicos, monitoramento de poluição ou até exploração espacial.
Por enquanto, essas ideias são um ponto de partida, mas mostram um futuro promissor para o uso dessas bactérias incríveis em tecnologias mais limpas e eficientes.
Publicado em 26/05/2025 04h44
Texto adaptado por IA (Grok) do original em inglês. Imagens de bibliotecas públicas de imagens ou créditos na legenda. Informações sobre DOI, autor e instituição encontram-se no corpo do artigo.
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