La bacteria es colonizada por un virus que colabora en el metabolismo del nitrógeno
Pablo Javier Piacente
En muestras de sedimentos de las profundidades del océano, los científicos han identificado una nueva especie de bacteria marina con características únicas, que mejora nuestra comprensión de las condiciones existentes en los ambientes oceánicos de aguas profundas. El mecanismo de gemación de estas bacterias, mediante el cual las células madre desarrollan yemas que luego se convierten en sus descendientes, no se había visto antes en este tipo de especies.
Científicos de la Academia China de Ciencias y de otras universidades y centros de investigación de ese país asiático han logrado aislar una nueva especie de bacteria marina que se multiplica mediante un mecanismo de gemación único: además, libera un virus para facilitar el metabolismo del nitrógeno, que vive en su interior sin afectarla. El nuevo estudio ha sido revisado por pares y publicado recientemente en la revista eLife.
Los hallazgos de los investigadores chinos amplían los conocimientos existentes hasta hoy sobre los mecanismos fisiológicos en las bacterias Planctomycetes de aguas profundas: como la variedad identificada revela características desconocidas hasta el momento, los especialistas sostienen que se trata de una nueva especie de bacteria marina que reside en las profundidades oceánicas, que han bautizado como Poriferisphaera hetertotrophicis.
CONVIVIENDO CON UN VIRUS
La nueva y extraña bacteria marina es la única especie conocida en la clase Phycisphaerae que utiliza un modelo distinto de división y reproducción: emplea un mecanismo de gemación, donde las células madre crean yemas que se desarrollan en células hijas. Al mismo tiempo, la bacteria participa ampliamente en la asimilación de nitrógeno y vive con un virus crónico (bacteriófago), que precisamente facilita el metabolismo del nitrógeno. Vale destacar que el ciclo del nitrógeno por parte de las bacterias es un proceso esencial, que libera este elemento para formar ácidos nucleicos, aminoácidos y proteínas, los componentes básicos de la vida.
“Hasta hace poco tiempo, la mayor parte de la investigación sobre la familia de bacterias Planctomycetes se ha centrado en cepas de agua dulce y ambientes oceánicos poco profundos, debido a las dificultades logísticas asociadas con el muestreo y el cultivo de cepas de aguas profundas. Debido a esto, la mayoría de las bacterias Planctomycetes se han aislado utilizando medios de crecimiento que son pobres en nutrientes. En nuestro estudio, demostramos que el uso de un medio rico en nutrientes hace posible cultivar y caracterizar mejor a los miembros de esta familia poco conocida", indicó en una nota de prensa de eLife Sciences el autor principal de la investigación, el científico Rikuan Zheng.
UNA BACTERIA MARINA ÚNICA
Para poder aislar a la nueva bacteria, el equipo de investigadores tomó muestras de sedimento de una filtración fría de las profundidades marinas, donde se sabe que residen las bacterias Planctomycetes. Posteriormente, fomentó su crecimiento en un medio de cultivo especialmente diseñado y preparado.
Cultivaron estas bacterias y evaluaron colonias individuales mediante secuenciación genética: así identificaron una cepa llamada ZRK32, que crecía más rápido que otras y parecía ser miembro del género Poriferisphaera. Al comparar las similitudes genéticas entre esta cepa y otros miembros del género Poriferisphaera, confirmaron que era notablemente diferente y que, por lo tanto, podía considerarse como una nueva especie.
"Los análisis indicaron que la cepa ZRK32 es una especie nueva, que crece mejor en medios ricos en nutrientes y libera un bacteriófago en presencia de nitrógeno. Este virus crónico vive dentro de su huésped sin afectarlo”, indicó en el mismo comunicado el científico Chaomin Sun, otro de los autores del nuevo estudio.
Por último, los investigadores concluyeron que, además del hallazgo del novedoso método de reproducción, la nueva especie proporciona una visión desconocida hasta hoy del metabolismo del nitrógeno en las bacterias marinas de aguas profundas, transformándose en un modelo adecuado para estudiar las interacciones entre estas bacterias y diferentes virus.
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REFERENCIA
Physiological and metabolic insights into the first cultured anaerobic representative of deep-sea Planctomycetes bacteria. Rikuan Zheng, Chong Wang, Rui Liu, Ruining Cai and Chaomin Sun. eLife (2023). DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.89874.1
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