Assim como a levedura serve nas padarias como ajudante unicelular, a bactanãria Escherischia coli éobrigata³ria em todos os laboratórios de biotecnologia. Uma equipe liderada pela Profa. Dra. Barbara Di Ventura, professora de pesquisa de sinalização biológica da Universidade de Freiburg, desenvolveu uma nova ferramenta chamada optogenanãtica que simplifica um manãtodo padrãoem biotecnologia: em vez de alimentar as bactanãrias com açúcar, como comumente feito , os pesquisadores agora podem simplesmente lana§ar luz sobre eles. Di Ventura, Prof. Dr. Mustafa Hani Khammash da ETH Zurich / Sua­a§a e suas equipes, os primeiros autores Edoardo Romano e Dr. Armin Baumschlager, publicaram seus resultados na Nature Chemical Biology .

"Chamamos o novo sistema de BLADE - da­meros AraC induta­veis por luz azul em Escherichia coli", explica Romano. Os cientistas controlam a expressão de um gene desejado na bactanãria E. coli usando o promotor PBAD, que faz parte da rede genanãtica que regula o metabolismo do açúcar arabinose nas bactanãrias. Isso permite que eles produzam protea­nas seletivamente e estudem os processos de sinalização nas bactanãrias. "Esta nova construção guiada por luz pode substituir o amplo sistema de expressão do gene arabinose, facilitando a adoção da optogenanãtica entre microbiologistas", explica Di Ventura, que émembro do Clusters de Excelaªncia CIBSS - Centro de Estudos Integrativos de Sinalização Biola³gica e BIOSS —Centro de Estudos de Sinalização Biola³gica.

A optogenanãtica usa protea­nas que respondem a  luz para regular as funções celulares. “O BLADE édestinado ao uso em biologia sintanãtica, microbiologia e biotecnologia. Mostramos que nossa ferramenta pode ser usada de forma direcionada, que érápida e reversa­vel”, comenta Di Ventura. Para demonstrar com que precisão o BLADE responde a  luz, Di Ventura e sua equipe fizeram bacteriografias: imagens criadas a partir de culturas bacterianas. BLADE consiste em uma protea­nasensívela  luz e um fator de transcrição: uma protea­na que se liga a uma sequaªncia especa­fica do DNA encontrada na chamada regia£o promotora de um gene e controla se o gene correspondente élido pela maquinaria celular. Os pesquisadores controlaram com BLADE a expressão do gene que codifica uma protea­na fluorescente para criar as bacteriografias.

Os cientistas de Freiburg iluminaram o gramado bacteriano por meio de uma fotoma¡scara colada na tampa das placas de Petri. As bactanãrias apresentaram fluorescaªncia no ponto em que foram iluminadas, porque o BLADE foi ativado: As imagens foram criadas em um microsca³pio de fluorescaªncia. Em outro experimento, os pesquisadores usaram o BLADE para regular genes que tornam as células de E. coli mais longas, mais grossas e em forma de bastonete. Foi atépossí­vel reverter asmudanças: as células voltaram a  forma original após quatro horas sem luz. Dessa forma, o sistema pode ser usado para estudar muitos outros genes - atémesmo genes que não são de E. coli.