Por primera vez, los científicos han secuenciado el genoma de una misteriosa especie de bacteria gigante que puede verse sin microscopio.
Los descubrimientos sobre sus estrategias reproductivas, mecanismos de supervivencia y distintos mecanismos metabólicos (similares a las mitocondrias) algún día podrían ser útiles para desarrollar tecnologías energéticas sostenibles y aumentar la eficiencia en la agricultura.
epulopiscio Las bacterias viven simbióticamente en las entrañas de un pez. naso tonganus, en ambientes oceánicos tropicales. Mientras que la mayoría de las bacterias son demasiado pequeñas para ser vistas sin un microscopio, estos mamuts unicelulares tienen un volumen un millón de veces mayor que el de sus conocidos parientes. E. coli
“Esta increíble bacteria gigante es única e interesante en muchos sentidos”. dice La microbióloga Esther Angert de la Universidad de Cornell en Estados Unidos. “Revelar el potencial genómico de este organismo nos dejó boquiabiertos”.
El primer miembro de epulopiscio – cuyo nombre proviene de las palabras latinas que significan “un huésped” y “de un pez” – fue descubierto en 1985.
Angert y sus colegas estadounidenses nombraron las especies que estudiaron. Epulopiscus viviparus: La segunda palabra se refiere a la reproducción que resulta en nacimientos vivos.
Mientras que las bacterias normalmente se dividen por la mitad para formar dos nuevas, E. vivíparo puede hacer hasta 12 copias de sí mismo dentro de la célula madre, que luego nadan hacia el mundo.
Al no poder cultivarse en un laboratorio, estas bacterias gigantes siguen siendo una curiosidad del mundo biológico. entonces a estudiar E. vivíparolos investigadores tuvieron que capturar el pez en el que vive y recolectar cuidadosamente las células lo más rápido posible para la secuenciación del ADN y el análisis del transcriptoma.
La mayoría de las bacterias respiran utilizando oxígeno u obtienen energía de su entorno a través de fermentaciónlo que generalmente resulta en una menor producción de energía.
E. vivíparo Resulta ser un fermentador, pero eso es desconcertante porque es enorme, se reproduce rápidamente y puede nadar, todo lo cual requiere cantidades relativamente grandes de energía.
Parece que las bacterias han optimizado su metabolismo en un entorno intestinal de pescado rico en iones de sodio. El flujo de iones de sodio a través de las membranas celulares genera una poderosa “fuerza motriz de sodio” para producir energía y hacer girar sus apéndices parecidos a pelos llamados flagelos para el movimiento.
Esta fuerza motriz del sodio también impulsa el movimiento de los flagelos en Vibrio cholerae, las bacterias que causan el cólera.
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El equipo también encontró una gran parte del código genético de E. vivíparo produce enzimas que son altamente eficientes en la extracción de nutrientes de sus peces huéspedes, especialmente carbohidratos llamados polisacáridos de las algas que forman una gran parte de N. tonganus dieta.
E. vivíparo Tiene abundantes enzimas que hacen atp también, la “moneda energética” que sustenta una amplia variedad de procesos celulares. Descubrieron espacio para estas moléculas en una membrana única, similar a la mitocondrias de organismos más complejos.
“Todos conocemos esa frase “las mitocondrias son el centro neurálgico de la célula” y, sorprendentemente, estas membranas en E. vivíparo han convergido en el mismo modelo que las mitocondrias”, dijo Angert dice.
“Tienen una membrana muy plegada que aumenta la superficie donde estas bombas productoras de energía pueden funcionar, y esa mayor superficie crea una fuente inagotable de energía”.
E. vivíparoLas formas eficientes de aprovechar los nutrientes de las algas podrían tener muchos usos en el futuro. Las algas se están volviendo más populares como fuente de energía renovable, fuente de alimento para el ganado y también para las personas, porque su crecimiento no interfiere con la agricultura terrestre.
Todavía quedan algunos misterios por resolver. Como señalan Angert y sus colegas, se requieren más estudios para comprender completamente cómo E. vivíparo utiliza su arsenal de enzimas. Pero esto proporciona una base sólida para comprender sus necesidades de crecimiento.
“Nos parece sorprendente que las bacterias más grandes conocidas hasta ahora hayan eludido el aislamiento”, afirman los autores. escribir. “Esto sugiere que los gigantes bacterianos están altamente adaptados para sobrevivir en los entornos en los que evolucionaron”.
El estudio ha sido publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.