Toxina bacteriana ciega a las algas
Las "huellas" químicas revelan el "arma homicida"
Investigadores de la Universidad de Jena han descubierto una toxina bacteriana que destruye los pigmentos de color de la mancha ocular del alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii. Junto con otra sustancia tóxica, la bacteria de la especie Pseudomonas protegens no sólo desorienta e inmoviliza al alga verde, sino que la condena a una muerte segura. Los investigadores detectaron la toxina, llamada "protegencina", con la ayuda de la espectroscopia Raman y la investigación de productos naturales.
Las algas verdes pierden casi por completo su color cuando se les añaden las bacterias mortales.
Jens Meyer / Uni Jena
Los investigadores, dirigidos por la catedrática de Botánica General de la Universidad de Jena, Maria Mittag, ya sabían por estudios anteriores que un encuentro con la bacteria Pseudomonas protegens no hacía ningún bien al alga verde Chlamydomonas reinhardtii. Ahora, la toxina mortal ha sido identificada por el profesor Mittag y la doctoranda Vivien Hotter, junto con los equipos dirigidos por el profesor Jürgen Popp (Instituto de Química Física de la Universidad de Jena y el Instituto Leibniz de Tecnología Fotónica) y el profesor Christian Hertweck (Instituto de Microbiología de la Universidad de Jena y el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones - Instituto Hans Knöll), así como el profesor Severin Sasso (Universidad de Leipzig).
"Las algas verdes tienen un ojo primitivo, llamado eyespot, con el que perciben la luz y pueden orientarse", explica Maria Mittag. Esto permite a los organismos unicelulares, que miden alrededor de 10 micrómetros, desplazarse hacia la luz, con el fin de tener condiciones óptimas para la fotosíntesis. La mancha ocular contiene dos capas de gotitas de grasa amarillentas ricas en carotenoides.
"Los carotenoides de la mancha ocular pueden estudiarse mediante espectroscopia Raman", añade la profesora Mittag. Este método analiza la dispersión de la luz láser en las moléculas y proporciona un espectro característico, comparable a una "huella digital" espectroscópica.
Las "huellas" químicas revelan el "arma homicida"
Con este instrumento, los investigadores, junto con el equipo del profesor Popp, se pusieron a trabajar como detectives y analizaron las "huellas dactilares Raman" de los cultivos de algas a los que se había añadido la bacteria Pseudomonas.
"Se puede ver el efecto a simple vista", informa Vivien Hotter. El cultivo de algas verdes pierde su color casi por completo durante la noche. "Paralelamente, la señal Raman de los carotenoides de la mancha ocular disminuye". Esto sugiere que las algas pierden su capacidad de orientarse en la luz, dice Vivien Hotter. Pero eso no es todo: "También pudimos demostrar que la toxina disuelve su membrana celular. Las algas no sobreviven a eso".
Los investigadores, en colaboración con sus colegas del Centro de Investigación Colaborativa "ChemBioSys", rastrearon el "arma asesina" que permite a las bacterias matar a las algas. El análisis de los espectros Raman demostró que no sólo disminuye la señal de los pigmentos de la mancha ocular en el transcurso del ataque bacteriano, sino que también aparece en el espectro una nueva señal no presente anteriormente. El equipo de investigadores de productos naturales del profesor Hertweck utilizó esta señal para descifrar la estructura química básica de la toxina bacteriana. Junto con los demás investigadores, lograron finalmente identificar la sustancia "protegencina" como causa de la muerte.
Con su investigación básica, los científicos de "ChemBioSys" buscan sustancias naturales que influyan en la interacción entre biosistemas como las microalgas y las bacterias, con el objetivo de aclarar los mecanismos de control subyacentes. Aunque las microalgas contribuyen significativamente a la producción mundial de oxígeno y, junto con las cianobacterias, fijan alrededor del 50 por ciento del dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, los mecanismos de control fundamentales en los complejos biosistemas de algas y bacterias aún no se conocen lo suficiente.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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