No todas las bacterias son iguales. La mayoría de las bacterias son unicelulares y muy pequeñas, de sólo unas diez milésimas de centímetro de largo. Pero las bacterias de la familia Epulopiscium son lo suficientemente grandes como para verse a simple vista y hasta un millón de veces más grandes que su prima más famosa, E. coli. Un estudio innovador de la bacteria gigante Epulopiscium viviparus muestra que puede producir una energía única que podría tener aplicaciones en la futura utilización de algas.
En un estudio publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences, investigadores de la Universidad de Cornell y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han descrito por primera vez el genoma completo de una especie de una familia de bacterias gigantes, nombrándola Epulopiscium viviparus.
"Esta bacteria increíblemente gigante es única e interesante en muchos sentidos: su enorme tamaño, la forma en que se reproduce, la forma en que satisface sus necesidades metabólicas y más. Descubrir el potencial genómico de este organismo fue revelador", dijo Esther Angert, profesora de microbiología en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y autora correspondiente del estudio.
Hábitat y características
El primer miembro de la familia Epulopiscium fue descubierto en 1985. Todos los miembros de esta especie viven simbióticamente en los intestinos de ciertos peces espada que se encuentran en ambientes de arrecifes de coral marinos tropicales como la Gran Barrera de Coral y el Mar Rojo.
Debido a su enorme tamaño, los científicos inicialmente pensaron que se trataba de algún tipo de protozoo único, dijo Angert. El nombre Epulopiscium proviene de las raíces latinas epulo que significa "invitado" y piscium que significa "pez". Mientras que la mayoría de las bacterias se reproducen dividiéndose por la mitad, produciendo dos descendientes, E. viviparus puede producir hasta 12 copias de sí mismo, que crecen dentro de la célula madre y luego se liberan, "nadando activamente; viviparus significa 'nacido vivo'", dijo Angert.
Durante décadas, Angert ha trabajado con biólogos de peces en la Estación de Investigación Lizard Island de Australia para recolectar y estudiar muestras.
Los investigadores están particularmente interesados en comprender cómo E. viviparus satisface sus necesidades metabólicas extremas. Las bacterias que se alimentan de nutrientes del medio ambiente en lugar de obtener su propia energía de la luz solar generalmente se dividen en dos campos: las que tienen acceso al oxígeno y las que no. "Sin oxígeno, las bacterias normalmente utilizan la fermentación para obtener energía, y los organismos fermentadores no obtienen tanto beneficio de los nutrientes", dijo Angert.
El hecho de que E. viviparus sea de hecho un fermentante hace que el enigma sea aún mayor, ya que su enorme tamaño, su prodigiosa capacidad reproductiva y su capacidad para nadar requieren más energía, no menos.
Adaptación genética y producción de energía.
Los investigadores descubrieron que E. viviparus cambia su metabolismo para aprovechar su entorno, utiliza un método poco común para generar energía y movimiento (el mismo método de natación utilizado por las bacterias que causan el cólera) y dedica una gran parte de su código genético a producir enzimas para obtener nutrientes en el intestino del huésped. Las más prolíficas de estas enzimas son las que se utilizan para producir ATP, la moneda energética de todas las células. Una membrana muy plegada a lo largo del borde exterior de E. viviparus proporciona un espacio vital para las proteínas transportadoras y generadoras de energía, que guarda sorprendentes similitudes con la función de las mitocondrias en las células de organismos más complejos.
"Todos conocemos el dicho 'las mitocondrias son las centrales eléctricas de la célula'", dijo Angert. "Lo sorprendente es que estas membranas de E. viviparus tienden a seguir el patrón de las mitocondrias: tienen membranas muy plegadas que aumentan el área de superficie en la que pueden funcionar estas bombas productoras de energía, y ese área de superficie aumentada crea una fuente de energía".
Aplicaciones potenciales e investigaciones futuras.
Angert dijo que esta investigación básica tiene muchas aplicaciones potenciales en el futuro, especialmente porque E. viviparus tiene una estrategia muy eficiente para utilizar los nutrientes de las algas. Las algas son un objetivo cada vez mayor para la alimentación del ganado, las energías renovables y la nutrición humana porque su crecimiento no compite con la agricultura terrestre.
Fuente compilada: ScitechDaily