Avaliação do processo de morte celular em bactérias aquáticas em dois modelos de ecossistemas aquáticos tropicais

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Silva, Thiago Pereira da
• Orientador(a): Melo, Rossana Correa Netto de
• Banca de defesa: Chiarini-Garcia, Hélio , Bizarro, Heloísa D’Avila da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ecologia
• Departamento: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bactérias aquáticas; Ecossistemas aquáticos tropicais; Morte celular programada; Fragmentação de DNA; Microscopia eletrônica; Ultraestrutura bacteriana; Apoptose; Aquatic bacteria; Tropical aquatic ecosystems; Programmed cell death; DNA fragmentation; Electron microscopy; Bacterial ultrastructure; Apoptosis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1934

O bacterioplâncton é um dos componentes da cadeia trófica em ecossistemas aquáticos, sendo regulado por fatores como disponibilidade de nutrientes, temperatura, predação e infecção viral. A morte de bactérias é caracterizada como o processo de perda funcional e morfológica da célula e tem função de controlar a abundância e produção bacteriana, com significado importante na ciclagem de carbono e nutrientes nos ecossistemas aquáticos. No entanto, o processo de morte celular em bactérias aquáticas é desconhecido. Ainda não se sabe se a morte celular programada (MPC), processo regulado e bem conhecido em organismos eucariotos, ocorre em bactérias aquáticas. Este trabalho teve por objetivo investigar a ocorrência de MCP em bactérias aquáticas utilizando dois modelos de ecossistemas: lago Batata e lago dos Manacás. O lago Batata é um ecossistema amazônico de inundação e encontra-se divido em duas áreas: impactada e natural. O lago dos Manacás é um ecossistema artificial localizado em Minas Gerais. Três grupos de bactérias, provenientes do lago dos Manacás, lago Batata – área natural e lago Batata – área impactada foram estudados. As amostras de água foram coletadas na sub-superfície dos lagos e processadas para análises da viabilidade celular por microscopia de fluorescência e da fragmentação de DNA por citometria de fluxo. Em paralelo, amostras do lago Batata – área impactada foram processadas para microscopia eletrônica de transmissão (MET) para caracterizar a diversidade ultraestrutural da comunidade bacteriana e investigar a ocorrência de alterações celulares bacterianas. Os resultados da viabilidade celular utilizando marcadores específicos para integridade de membrana (LIVE/DEAD BacLight) mostraram diretamente a presença de bactérias vivas/viáveis e mortas/inviáveis . O lago Batata apresentou maior proporção de morte celular bacteriana (36,20%) em comparação com o lago dos Manacás (19,66%). As análises de fragmentação de DNA (ensaio TUNEL) mostraram que a MCP constitui um fenômeno presente nos ecossistemas aquáticos estudados, com maior ocorrência na área impactada do lago Batata. A MET revelou a presença de bactérias aquáticas com grande diversidade ultraestrutural, representada por diferenças morfológicas quanto ao envoltório celular, cápsula, mesossomos, vesículas membranosas, partículas aderidas e tilacóides. Além disso, 34,28% das bactérias apresentavam vírus no citoplasma. A diversidade ultraestrutural pode representar a ampla diversidade metabólica e adaptativa bacteriana, enquanto a presença de vírus parece relacionada com a morte bacteriana. As análises de integridade ultraestrutural mostraram que (i) a maior proporção de bactérias encontrava-se com alterações ultraestruturais indicativas de processo de morte, (ii) a frequência de ocorrência de cápsula foi menor nas bactérias vazias, (iii) bactérias com alterações apresentaram maior frequência de partículas aderidas, e (v) o número médio de fagos por secção foi significativamente maior nas bactérias alteradas em comparação com as bactérias intactas. A MET mostrou a ocorrência de alterações ultraestruturais típicas de MCP, como retração e condensação citoplasmáticas. Em conjunto, nossos dados ressaltam morte bacteriana como um evento importante atuando na regulação da comunidade bacteriana e demonstra, pela primeira vez, a ocorrência de MCP em bactérias aquáticas. A MCP pode ter significado funcional como um dos mecanismos desenvolvidos para sobrevivência da comunidade bacteriana.