Bacterias en forma de oruga que se arrastran por nuestra boca
Evolución de la división longitudinal y la multicelularidad en las bacterias orales
Para sobrevivir en la cavidad bucal, las bacterias evolucionaron para dividirse a lo largo de su eje longitudinal sin separarse unas de otras. Un equipo de investigación codirigido por la bióloga celular medioambiental Silvia Bulgheresi, de la Universidad de Viena, y el genetista microbiano Frédéric Veyrier, del Institut national de la recherche scientifique (INRS), acaba de publicar sus nuevos conocimientos en Nature Communications. En su trabajo, describen el modo de división de estas bacterias con forma de oruga y su evolución a partir de un ancestro con forma de bastón. Proponen establecer las bacterias orales Neisseriaceae como nuevos organismos modelo que podrían ayudar a identificar nuevas dianas antimicrobianas.
Imagen de microscopio confocal de la bacteria tipo oruga Conchiformibius steedae, de hasta 7 µm de longitud, incubada con precursores de la pared celular marcados con fluorescencia para seguir su crecimiento celular.
CC BY 4.0 Philipp Weber und Silvia Bulgheresi
Aunque nuestra boca alberga más de 700 especies de bacterias y su microbiota es, por tanto, tan diversa como la de nuestro intestino, no se sabe mucho sobre cómo crecen y se dividen las bacterias orales. La boca es un lugar difícil para las bacterias. Las células epiteliales que recubren la superficie interior de la cavidad bucal se desprenden constantemente y, junto con el flujo salival, los organismos que habitan en esta superficie lucharán por adherirse. Quizá para adherirse mejor a nuestra boca, las bacterias de la familia Neisseriaceae han desarrollado una nueva forma de multiplicarse. Mientras que los bacilos típicos se dividen transversalmente y luego se desprenden unos de otros, algunas Neisseriaceae comensales que viven en nuestra boca, sin embargo, se adhieren al sustrato con sus puntas y se dividen longitudinalmente, a lo largo de su eje largo. Además, una vez completada la división celular, permanecen unidas entre sí formando filamentos en forma de oruga. Algunas células del filamento resultante también adoptan formas diferentes, posiblemente para realizar funciones específicas en beneficio de todo el filamento. Los investigadores explican: "La multicelularidad hace posible la cooperación entre las células, por ejemplo en forma de división del trabajo, y puede por tanto ayudar a las bacterias a sobrevivir al estrés nutricional".
El equipo de investigadores empleó en primer lugar la microscopía electrónica para estudiar la forma de las células bacterianas de la familia Neisseriaceae, que incluye las dos formas celulares estándar (varilla y coco) además de los filamentos en forma de oruga. Al comparar las formas celulares y los genomas de toda la familia Neisseriaceae, pudieron deducir que las bacterias multicelulares que se dividen longitudinalmente evolucionaron a partir de bacterias con forma de bastón que se dividen transversalmente. Además, pudieron determinar los genes que probablemente eran responsables de la inusual estrategia de multiplicación. A continuación, utilizaron técnicas de etiquetado de fluorescencia para visualizar la progresión del crecimiento celular en las bacterias multicelulares y, por último, compararon la composición genética de éstas con las especies "clásicas" con forma de bastón. Por último, intentaron recrear esa evolución introduciendo los cambios genéticos en las Neisseriaceae con forma de bastón. Aunque no pudieron forzar a las bacterias con forma de bastón a convertirse en multicelulares, la manipulación genética dio lugar a células más largas y delgadas. "Especulamos que en el curso de la evolución, a través de una reelaboración de los procesos de elongación y división, la forma celular cambió, tal vez para prosperar mejor en la cavidad oral", Frédéric Veyrier (INRS).
"Además de ayudarnos a entender cómo evolucionó la forma celular, las Neisseriaceae multicelulares pueden ser útiles para estudiar cómo las bacterias aprendieron a vivir adheridas a la superficie de los animales, el único lugar donde se han encontrado hasta ahora. La mitad de nosotros las llevamos en la boca, por cierto", explica Silvia Bulgheresi, del Departamento de Ecología Funcional y Evolutiva de la Universidad de Viena. Sin embargo, Philipp Weber, de la Universidad de Viena, estudiante de doctorado del equipo de Bulgheresi, que también ha trabajado en el estudio, destaca que "ampliar el campo de la biología celular a otras morfologías y especies simbióticas es también crucial para aumentar el conjunto de dianas proteicas (por ejemplo, dianas antibióticas) para aplicaciones biofarmacéuticas". Sammy Nyongesa, estudiante de doctorado en el equipo de Veyrier del INRS, añade: "Un enfoque evolutivo, como el realizado aquí para las Neisseriaceae, puede arrojar luz sobre nuevas e imprevistas dianas proteicas".
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.
Publicación original
Nyongesa S.*1, Weber P.M.*1, Bernet È., Pulido F., Nieves C., Nieckarz M., Delaby M., Viehboeck T., Krause N., Rivera-Millot A., Nakamura A., Vischer N.O.E, van Nieuwenhze M., Brun Y.V., Cava F., Bulgheresi S.*2, Veyrier F.J.*2: Evolution of longitudinal division in multicellular bacteria of the Neisseriaceae family. *1authors contributed equally *2authors contributed equally In: Nature Communications, 2022.
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