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Bactérias estão presentes em todos os lugares - em volta e dentro de nós. Você está assustado
deles? Não seja, porque a maioria das bactérias são realmente boas para nós. Somente
um pequeno número deles pode ocasionalmente causar infecções, deixando-nos doentes.
As bactérias causam infecções dividindo-se rapidamente dentro do corpo humano,
é, pelo processo de uma célula dividindo-se em duas células em um ritmo acelerado. Abastecer
crescimento e divisão, as bactérias precisam encontrar sua comida favorita e poder
para processar (digerir) corretamente. Como os humanos gostam de comer doces, um dos
escolhas alimentares favoritas de bactérias é o açúcar simples chamado glicose. Nós
descobriram que quando a glicose não é processada corretamente por bactérias,
bactérias não podem se dividir adequadamente. Queremos entender o vínculo entre
processamento de alimentos e divisão celular em bactérias - especialmente durante a infecção -
que podemos impedir que as bactérias se dividam, seja fornecendo-lhes
comida que eles não gostam ou fazê-los processar seus alimentos favoritos de forma incorreta.
Isso matará as bactérias e as impedirá de nos deixar doentes
Todas as bactérias são más?
Nós sempre temos muitas e muitas bactérias ao nosso redor, pois elas vivem em quase toda parte - em
ar, solo, em diferentes partes do nosso corpo, e até mesmo em alguns
os alimentos que comemos, como iogurte, queijo e picles. Mas não se preocupe! A maioria
kids.frontiersin.org setembro de 2017 | Volume 5 | Artigo 54 | 2
Mann et al. Bactérias também precisam de uma dieta saudável
as bactérias são boas para nós. Alguns vivem em nossos sistemas digestivos e nos ajudam a digerir
nossa comida, e alguns vivem no meio ambiente e produzem oxigênio para que
pode respirar e viver na Terra. Mas infelizmente, alguns desses maravilhosos
criaturas podem nos deixar doentes. É quando precisamos ver um médico
quem pode prescrever medicamentos para controlar a infecção. Mas o que exatamente são
estes medicamentos e como eles combatem com bactérias? Estes medicamentos são
chamado de "antibióticos", que significa "contra a vida das bactérias".
nos diz, os antibióticos matam as bactérias ou impedem que elas cresçam parando
um processo específico de trabalhar dentro da célula bacteriana. Quando as bactérias
Parar de crescer, nossos corpos podem então limpar a infecção e nos sentimos melhor.
O desenvolvimento de antibióticos é um dos maiores sucessos da moderna
remédio. Os antibióticos salvaram milhões de vidas desde que os médicos começaram a usar
eles na década de 1940. Os antibióticos ajudaram os humanos a ter muito melhor
vive tratando com sucesso quase todos os tipos de infecções bacterianas. Mas como
nós, as bactérias são inteligentes também! Desde a década de 1940, as bactérias vêm se desenvolvendo
táticas para superar os efeitos dos antibióticos, e hoje estamos vendo mais
e mais bactérias que não podem mais ser mortas por antibióticos. Estes
tornaram-se conhecidas como bactérias resistentes a antibióticos ou “superbactérias”, e
são uma séria ameaça à saúde das pessoas em todo o mundo. Se nós não
ter antibióticos para impedir infecções bacterianas, até mesmo algo tão simples
Um pequeno corte infectado no dedo pode se tornar uma ameaça à vida. Assim sendo,
novas armas, sob a forma de novos antibióticos, são necessárias para tratar as infecções
causada por bactérias resistentes a antibióticos. Para encontrar novos antibióticos, nós
primeiro precisa entender completamente o funcionamento interno da célula bacteriana. Nosso
laboratório se concentra em entender algo muito importante sobre como as bactérias
trabalho - a forma como as bactérias se tornam duas células de uma célula, também chamada de
processo de divisão celular bacteriana.
A FORMA BACTERIANA PARA SE TORNAR DOIS DE UM 
Como todos os tipos de organismos, todas as bactériasprecisam de crescer e multiplicar-se para sobreviver 
como uma espécie. Quando alimentos suficiente estiverdisponível, as bactérias se multiplicam rapidamente 
dobrando de tamanho e depois dividiu pela metade, paracriar duas novas células [1]. 
Este é o processo de Ã ¢ â ¬ å divisionࢠâ, â mostrado nafigura 1A. As bactérias usam um tipo de 
máquinas para dentro da célula para fazer isso, que éconhecida como um anel de Z (anel verde em 
Figura 1). O anel Z forma exatamente no meio da célula eenvolve 
a célula. Quando a célula se divide, isto cria duas novascélulas que são os mesmos 
tamanho. Durante a divisão, tudo dentro da célula precisaser copiado e igualmente 
compartilhado entre as duas novas células. Isso inclui o DNAbacteriano (mostrado como 
marrom de bolhas no interior da célula na Figura 1), que écomo um código para as bactérias que 
carrega todas as informações necessárias para uma célulasobreviver. Se novas células não 
receber uma cópia completa desta informação, eles nãopodem crescer corretamente e será 
não sobreviva. 
CÉLULA BACTERIANA 
DIVISÃO 
O processo de um 
célula bacteriana, dividindo em 
duas células. 
DNA 
O código dentro de uma célula que 
carrega todos os 
informações necessárias para uma 
célula para sobreviver. 
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Mann et al. bactérias precisam de uma dieta saudáveltambém 
A formação do anel Z em exatamente no meio da célula éessencial para 
produzir duas células saudáveis; caso contrário uma célulanão contêm DNA e não será 
morrer (figura 1B). Isso resulta em apenas metade dascélulas bacterianas novas sobreviventes, 
que não é tão bom para o crescimento bacteriano. Aí vemum muito interessante 
questionࢠ⠬ â como uma célula bacteriana certifique-seque o anel Z forma apenas em 
a média da célula e não em qualquer outro lugar na célula?O lugar onde o 
Formas de anel Z é tão importante que está sob o controlede muitos sistemas [2] 
que trabalham juntos para parar o anel Z do formando emqualquer lugar que o 
no meio da célula. 
Além de certificar-se de que o anel Z formas no lugar certo,uma célula 
também precisa sentir o tempo correto para formar o anel Ze dividir. 
Isso depende muito do ambiente que as bactérias estão em.Para 
exemplo, se está muito frio ou se não tem comida por aí, asbactérias crescem 
muito lentamente e não precisa dividir muitas vezes. Umaboa hora para bactérias 
dividir é quando muitas de suas comidas favoritas, tais comoaçúcares simples, 
estão disponíveis. Nesta situação, as células bacterianascrescerão mais rápido e será 
Comece dividindo muito rapidamente, para certificar-se deque tantas novas bactérias como 
possível são produzidos antes da comida acabar. Mas apergunta ISA ¢ â, â como 
as bactérias sentir a presença de comida no seu ambiente eusar isso 
informações para acelerar o crescimento e divisão celular?Esta é a pergunta 
queria responder em nosso estudo. 
NOSSO ESTUDO — ALIMENTAR BACTERIANA NÃO ÉSIMPLESMENTE 
PARA A ENERGIA, ELE FAZ MAIS... 
Comida é decomposta dentro de uma célula para fazerenergia e blocos de construção para o 
cela para crescer, e o que faz este processo é conhecidocomo metabolismo. Então, em 
Figura 1 
FIGURA 1 
(A) o processo de célula 
Divisão, em que o 
formas de célula bacteriana um 
Anel de Z no meio da 
célula e se divide em dois 
células de igualdade, os quais 
sobrevive. (B) se o anel Z 
formulários em uma posição de outro 
do que a médios, dois 
são células desiguais 
produzido e menor 
célula não é capaz de sobreviver 
Porque não dá 
qualquer DNA. O DNA é 
mostrado como blobs marrons 
no interior da célula bacteriana. 
Isto mostra que é 
importante para o anel Z 
a forma no meio 
da célula. 
METABOLISMO 
Todos os processos químicos 
envolvidos na conversão 
são alimentos em energia 
juntos chamado 
metabolismo. 
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Mann et al. bactérias precisam de uma dieta saudáveltambém 
outras palavras, a questão que perguntamos em nossoestudo foi: como é o metabolismo 
ligado àdivisão celular em bactérias? Primeiro, temos defalar um pouco 
sobre como funciona o metabolismo. As enzimas sãominúsculos componentes no interior das células 
que realizar todas as reações químicas necessárias paraquebrar alimentos 
durante o metabolismo. Glicose, que é um açúcar simplesque vem desde o 
alimento que comem as bactérias, é discriminado porenzimas em uma série de etapas, 
que juntos são conhecidos como o processo da glicólise(caixa laranja na Figura 2A). 
A última etapa da glicólise produz um composto chamadopiruvato que é usado 
para gerar energia e blocos de construção para a célula paracrescer. 
Como dissemos antes, uma célula bacteriana saudávelforma um anel de Z no meio 
da célula (figura 2B). Em nosso estudo, encontramos que, sea enzima que 
realiza a última etapa da glicólise está faltando (ou seja, asbactérias não são mais 
processar seu alimento corretamente), a célula bacterianacomeça formando o anel Z 
em locais diferentes no meio. Como você pode ver na Figura2, as células falta 
a enzima envolvida na última etapa do formulário glicólise Zanéis em direção a um 
fim da célula. Isso é má notícia, e estas células dividemincorretamente, produzindo 
uma célula grande e outra pequena célula que não contémnenhum DNA, 
e então já não pode sobreviver. Este resultado mostrou-nosque esta última etapa do 
glicólise é muito importante para o posicionamento corretodo anel Z à 
no meio da célula. 
Nós então quisemos saber se esta mudança na posição doanel Z acontece 
Porque a enzima envolvida na última etapa da glicólise estáfalta, ou 
Porque o composto produzido por esta enzima, piruvato,está faltando? 
(ver fig. 2A). Nós testamos esta possibilidade, removendo aenzima, então 
que as células bacterianas poderiam já não produzempiruvato e então 
Nós adicionamos o piruvato como parte da fonte dealimento da bactéria. Normalmente, as células que falta 
a enzima que cria anéis de forma Z piruvato em direção asextremidades das células, 
Mas quando piruvato foi adicionado novamente, asbactérias começaram a formar o 
Anéis de Z no meio da célula, como as células bacterianassaudáveis. Dê uma olhada 
nas posições diferentes de anéis de Z em células falta daenzima envolvida no 
a última etapa da glicólise, e quando o piruvato é adicionadode volta para estas células, 
nas figuras 2, D. Este resultado confirmou que não é aenzima em si que 
é importante para a posição do anel Z, mas seu produto —piruvato. Isto 
foi a primeira vez que uma ligação entre um produtoquímico envolvida na glicólise e 
divisão celular tinha sido mostrada, e então o piruvato entãose tornou o foco de nosso 
mais experimentos. 
COMO É QUE A DISPONIBILIDADE DE ALIMENTOS 
DECIDIR A POSIÇÃO DO ANEL DE Z? 
Com a constatação que piruvato é importante para aformação de anel Z no meio 
da célula, nos tornamos ainda mais curiosos para entendercomo os processos de 
metabolismo e divisão celular se comunicar. Sabemos quequando o piruvato é 
produzido, ele então obtém usado por outra enzima paraproduzir energia na célula. 
Gostaríamos de saber se esta enzima segunda localizava-seem um determinado local dentro de um 
célula bacteriana, que ajuda a forma de anel de Z no meio. 
Ao fazer o DNA e a enzima "brilho", podemos ver onde elesestão 
localizado no interior da célula, usando um microscópio. Embactérias saudáveis, verificou-se 
que a enzima e o DNA estavam localizadas no mesmo lugar,onde ambos 
poderia ser visto como blobs redondas dentro da célula(Figura 3). Nas células que poderia 
não produz piruvato, encontramos que a enzima não estavamais presente no 
no mesmo lugar como o DNA, em vez da enzima mudou-separa as duas extremidades 
da célula. Este é o mesmo lugar onde Z anéis formulário nascélulas que não 
divide properly. We already know that adding pyruvate to these cells shifts the Z ring back to the middle of the cell again, so we wondered if pyruvate would also change the location of enzyme back to where the DNA was found. This is exactly what happened! These results showed that pyruvate is important for the correct positioning of the Z ring in the middle of the cell, and pyruvate does this somehow by working with the enzyme that uses pyruvate to make energy. This makes sense, because pyruvate and the enzyme work together in the same pathway. Our results showed that metabolism and bacterial cell division communicate with each other through pyruvate (and the enzyme that uses pyruvate to produce energy) to ensure the Z ring forms in the right place. In well-fed bacteria (that can properly make pyruvate), the enzyme is located in the same place as DNA in the cell. At this location, the enzyme seems to help the Z ring form in the middle of the cell, so the cell divides correctly. However, if cells do not make pyruvate, the enzyme ends up in the wrong place and so does the Z ring (toward to ends of the cell). So, when food is not processed correctly and pyruvate is not produced, bacteria start to make mistakes in the cell division process. This is similar to what is seen in people with lactose intolerance. When they drink milk, they cannot process lactose properly and therefore become sick. So, the ability to correctly process food and be healthy is really important for all living things. When food is not processed the way it should be in bacteria, the Z ring is formed at locations where it should not be, which makes cells divide the wrong way, reducing the number of bacteria chance of the bacterial population surviving. This mistake in division can be fixed by giving bacteria the correct food (adding back pyruvate), showing that the way bacteria use the food in their environment is critical for their ability to grow and divide.
POR QUE NOS PREOCUPAMOS SOBRE O METABOLISMO – 
LINK DE DIVISÃO? 
A pergunta que perguntou neste estudo foi: como asbactérias sentir disponibilidade de alimento 
no ambiente e como é que a presença de alimentos afetamo 
processo de divisão celular? Quando a comida é fácil deencontrar, bactérias crescem e se dividir 
muito rapidamente, mas eles se dividem muito maislentamente quando o alimento é escasso. Como 
bactérias sei dividir em ritmos diferentes, quando são níveisdiferentes de alimentos 
ao redor não é conhecido. Ao compreender mais sobrecomo as bactérias podem sentir 
fontes de alimentos disponíveis, especialmente durante ainfecção e como a detecção de 
comida controla o crescimento bacteriano, podemos pararas bactérias da obtenção do direito 
tipo de comida ou de ser capaz de processaradequadamente o seu alimento, que pode 
impedi-los de dividir e impedi-los de causar infecções. Isto 
é porque as bactérias não podem crescer corretamente seeles não recebem o direito alimentar 
ou se eles não processam alimentos corretamente. Isso ésemelhante a seres humanos — comemos 
boa comida para ficar saudável e não comer os alimentoscertos pode fazer-nos doentes. 
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Mann et al. bactérias precisam de uma dieta saudáveltambém 
Portanto, a frase "nós somos o que comemos" aplica-seigualmente às bactérias e 
seres humanos. Deste estudo, encontramos um excitantenovo link entre bactérias 
metabolismo e divisão celular. Mas estes processos sãomuito complexos e 
apenas arranhamos a superfície para tentar entender estelink — então 
o próximo passo será a resolver este mistério. 
No início deste artigo, falamos sobre o problema daresistência aos antibióticos. 
Qual a relação entre metabolismo e divisão celular que tema ver 
com a resistência aos antibióticos? Para resolver o problemada resistência aos antibióticos, nós 
necessidade de desenvolver novos antibióticos que visamaspectos inexplorados de bacteriano 
crescimento e sobrevivência. Muitos dos antibióticosdisponíveis atualmente alvo de processos 
que a bactéria usa para DNA, proteínas ou a camadaexterior da 
célula bacteriana. Estes antibióticos foram muito bemsucedidos, mas as bactérias têm 
desenvolvido táticas para continuarfazendo essesprocessos, mesmo na presença 
de antibióticos. Neste trabalho, identificamos uma novaligação entre o metabolismo 
e a divisão celular em bactérias, que poderia servir como umalvo para novos antibióticos. 
Se podíamos parar bactérias tornando o piruvato, ou alteraro local do 
enzima que utiliza piruvato situa-se dentro da célula, ambosmetabolismo e 
divisão celular vai ser interrompida e células morrem. Se umantibiótico pode ser feito 
que visa dois processos diferentes que são importantes paraa sobrevivência bacteriana 
(divisão de metabolismo e célula), será mais difícil para acélula bacteriana 
para se tornar resistente a esse antibiótico, já que vai terque desenvolver táticas 
para superar o efeito do antibiótico sobre os dois destesprocessos. Fazendo 
resistência aos antibióticos muito mais difícil para umacélula bacteriana alcançar será esperançosamente 
fornecem uma nova solução para combater a resistência aosantibióticos.