Essa remodelação é crucial para sua resistência excepcional a condições extremas, como radiação ionizante e UV, bem como à seca prolongada. Essa descoberta enriquece nossa compreensão dos mecanismos de sobrevivência dessa bactéria única.
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A remodelação do nucleoide é uma estratégia comum em bactérias para proteger seu DNA frente a estresses externos. Esse processo é principalmente controlado por proteínas NAPs (Proteínas Associadas ao Nucleoide, na sigla em inglês) que interagem com o DNA com o objetivo de compactar o genoma. Essa compactação ajuda a preservar a integridade do material genético em condições adversas.
Em estudos anteriores, os pesquisadores dessa equipe mostraram que o nucleoide de D. radiodurans era compacto, mas ainda assim dinâmico, para se adaptar à morfologia da célula durante o ciclo celular.
Este novo estudo examina o impacto de dois tipos de estresse na morfologia e no estado de compactação do nucleoide: a exposição aos raios UV-C, que danifica o genoma, e uma deficiência nutricional que resulta em uma fase estacionária, limitando o crescimento. O estudo também avalia como esses estresses afetam a mobilidade da proteína HU, a principal NAP do nucleoide, a fim de examinar como ela interage com o DNA.
O estudo mostra que os estresses nutricional e UV-C provocam uma rápida compactação do nucleoide, mas através de mecanismos diferentes. A mobilidade da HU diminui em resposta à deficiência nutricional, enquanto aumenta sob exposição aos raios UV-C. Após uma fase de condensação rápida induzida pelos UV-C, o nucleoide descompacta-se lentamente, permitindo que a HU recupere sua mobilidade normal e que o nucleoide retorne à sua estrutura inicial, preparado para a retomada do crescimento celular.
Foto do microscópio. À direita, marcações do nucleoide em verde e da membrana em vermelho:
(1) Nucleoides normais.
(2) Nucleoides compactados devido à deficiência nutricional.
(3) Nucleoides compactados devido à irradiação com UV-C.
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Essa pesquisa permitiu, pela primeira vez, observar em tempo real o processo de remodelação do nucleoide em D. radiodurans, graças a técnicas avançadas de microscopia de fluorescência. Essa observação direta enriquece nossa compreensão dos mecanismos de resistência dessa bactéria excepcional.
Referências:
Vauclare P, Wulffelé J, Lacroix F, Servant P, Confalonieri F, Kleman JP, Bourgeois D and Timmins J.
Stress-induced nucleoid remodeling in Deinococcus radiodurans is associated with major changes in Heat Unstable (HU) protein dynamics.
Nucleic Acids Res 2024.