Uma equipe de cientistas do Cluster of Excellence "Balance of the Microverse" descobriu um mecanismo de rejuvenescimento até então desconhecido em organismos unicelulares. Eles estudaram microalgas unicelulares, que servem como base de cadeias alimentares nos oceanos.

Organismos unicelulares, como microalgas, também envelhecem quando não conseguem mais se dividir devido à falta de nutrientes. O mecanismo recém-descoberto permite que células velhas se rejuvenesçam e se dividam novamente após atingirem áreas ricas em nutrientes dos oceanos. Os resultados deste estudo podem ter consequências de longo alcance para a compreensão do envelhecimento e regeneração celular em ecossistemas marinhos.

O estudo correspondente foi publicado na revista Nature Microbiology .

Organismos unicelulares, como microalgas, reproduzem-se por divisão celular . Mas quando os nutrientes disponíveis para eles se esgotam, eles param esse processo. As células sobrevivem e envelhecem, mas não podem mais se dividir. No oceano, as correntes garantem que essas células "velhas" possam ser transportadas para áreas mais ricas em nutrientes, o que pode permitir a divisão celular renovada.

A equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Yun Deng, pós-doutorado no Instituto de Química Inorgânica e Analítica da Universidade de Jena e primeiro autor do estudo, e pelo Prof. Dr. Georg Pohnert, professor de química analítica, descobriu agora que células velhas têm um mecanismo de rejuvenescimento que permite que elas se dividam novamente.

Os pesquisadores descobriram que essas células secretam bolhas, as chamadas "vesículas". Elas transportam produtos metabólicos nocivos e toxinas para fora das células, o que cria as condições para uma nova divisão celular.

"Nosso estudo mostrou que essa produção de vesículas é essencial para o rejuvenescimento celular. Ao se livrar de substâncias nocivas, as células criam as condições para uma nova divisão celular", explica o Prof. Pohnert.

Os pesquisadores também descobriram que esse processo de rejuvenescimento é controlado por bactérias. Essas bactérias induzem a produção de vesículas por meio de sinalização química e, assim, contribuem para restaurar a capacidade de divisão das células velhas.

"Este é um exemplo fascinante das interações complexas entre microrganismos no oceano ", diz o Dr. Deng.

Esta descoberta pode ter implicações de longo alcance para nossa compreensão dos ecossistemas marinhos e dos ciclos biogeoquímicos globais. No plâncton, as algas se dividem a uma taxa enorme e contribuem para a fixação global de CO2 e produção de oxigênio por meio de sua fotossíntese.

Na verdade, as algas nos oceanos produzem quase tanto oxigênio quanto todas as plantas da Terra juntas. O mecanismo de rejuvenescimento recém-descoberto agora fornece explicações para os padrões complexos e anuais de composição de espécies no plâncton e, portanto, para a compreensão fundamental do funcionamento do clima global.