Uma equipe de cientistas inventou uma sonda molecular fluorescente que se ilumina quando micróbios marinhos degradam açúcares, revelando processos chave no ciclo de carbono do oceano. Essa ferramenta permite a observação em tempo real de como algas e bactérias interagem na decomposição de carboidratos complexos. O avanço, detalhado no Journal of the American Chemical Society, promete insights mais profundos sobre o armazenamento e liberação de carbono em ecossistemas marinhos.
Em um esforço colaborativo envolvendo químicos, microbiologistas e ecologistas dos Institutos Max Planck, os pesquisadores desenvolveram uma sonda inovadora para açúcares para visualizar a atividade microbiana no oceano. A sonda, criada usando montagem automatizada de glicanos, marca açúcares com dois corantes fluorescentes que empregam transferência de energia de ressonância de Förster (FRET). Quando intacta, os corantes mantêm a sonda escura; mas à medida que as enzimas quebram o esqueleto do açúcar, ela emite luz, permitindo que os cientistas localizem a degradação em tempo real.
As algas absorvem dióxido de carbono para produzir oxigênio e matéria orgânica, incluindo açúcares que são centrais no ciclo de carbono marinho. No entanto, nem todos os açúcares são facilmente digeríveis—alguns complexos, como o α-manano de florações de algas, afundam no fundo do mar se não degradados, aprisionando carbono por séculos. A sonda aborda esse desafio rastreando tais polissacarídeos sem necessidade de dados genômicos prévios.
"Os açúcares são ubíquos em ecossistemas marinhos, mas ainda não está claro se ou como os micróbios podem degradá-los todos," disse Jan-Hendrik Hehemann do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha e do Centro MARUM de Ciências Ambientais Marinhas em Bremen. "A nova sonda nos permite assistir isso acontecer ao vivo," acrescentou Peter Seeberger do Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces.
Testada com sucesso em enzimas purificadas, extratos bacterianos, células vivas e comunidades complexas, a ferramenta mapeia o turnover de α-manano e identifica degradadores ativos. "Essa pesquisa é um maravilhoso exemplo de colaboração interdisciplinar entre os Institutos Max Planck," observou Rudolf Amann do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha. "Com nossos glicanos FRET, agora temos uma nova ferramenta para pesquisar interações entre fitoplâncton e bacterioplâncton no oceano."
O primeiro autor, Conor Crawford, enfatizou seu potencial: "Os açúcares são centrais no ciclo de carbono marinho. Com essa sonda FRET, podemos perguntar: Quem come o quê, onde e quando?" Esse avanço se estende além dos oceanos para ecossistemas como o intestino humano, aprimorando a compreensão do ciclo de glicanos e o fluxo de carbono ambiental.