Descubiertos genes "latentes" del magnetosoma en bacterias no magnéticas
Las bacterias magnéticas pueden alinear su movimiento con el campo magnético de la Tierra gracias a cadenas de nanopartículas magnéticas en el interior de sus células. Los genes de las bacterias contienen los planos para fabricar y unir estos magnetosomas. Un equipo internacional de investigación dirigido por los profesores Dirk Schüler y René Uebe, de la Universidad de Bayreuth, ha descubierto por primera vez un grupo de estos genes en bacterias no magnéticas. Estos genes son inactivos pero funcionales y probablemente entraron en las bacterias a través de la transferencia horizontal de genes. Los resultados de la investigación se presentan en la revista ISME Journal.
El Prof. Dr. René Uebe, el Prof. Dr. Dirk Schüler y la Dra. Marina Dziuba (de izquierda a derecha) en un laboratorio de microbiología de Bayreuth.
UBT / Chr. Wißler
La transferencia de genes de un organismo a otro se denomina "horizontal" cuando no se trata de una herencia "vertical" como parte de un proceso de propagación. En el ámbito de las bacterias, la transmisión horizontal de información genética es una fuente importante de modificación de las especies existentes o de aparición de otras nuevas. Los numerosos genes que controlan la capacidad de sintetizar magnetosomas también pueden transmitirse horizontalmente de forma natural a otras bacterias. Hasta ahora, sin embargo, estos genes sólo se habían encontrado en bacterias que ya producían magnetosomas como resultado de una transferencia genética previa con éxito. Pero ahora, los microbiólogos de Bayreuth y sus socios investigadores de Hungría y Francia han descubierto por primera vez un grupo de genes de este tipo en el genoma de una bacteria no magnética. Se trata de la Rhodovastum atsumiense, clasificada como bacteria fotosintética porque puede utilizar la energía de la luz solar para su metabolismo. Los genes de los magnetosomas descubiertos en esta especie bacteriana están inactivos: no se pudo inducir a las células a formar magnetosomas en el laboratorio, ni siquiera bajo diversas condiciones de cultivo. Hasta ahora no se conoce ninguna bacteria fotosintética que sea magnética de forma natural, aunque el equipo del Prof. Dr. Schüler ya había conseguido "magnetizar" este tipo de bacterias mediante la transferencia artificial de genes.
Hasta donde sabemos, ésta es la primera vez que se detecta un conjunto completo de genes "silenciosos" en una bacteria no magnética. Es probable que se trate de una etapa evolutiva temprana tras la adquisición de los genes de otra bacteria aún desconocida". Otros análisis del genoma revelaron que el conjunto de genes transferidos procedía con toda probabilidad de una bacteria magnética perteneciente a la clase Alphaproteobacteria. Futuros estudios demostrarán si estos genes pueden activarse en el entorno natural de la bacteria. En cualquier caso, no se produce ninguna activación en condiciones de laboratorio, como muestran claramente nuestros resultados. Por lo tanto, la presencia de genes de magnetosomas por sí sola no indica que se produzca realmente la biosíntesis de magnetosomas. Por tanto, se recomienda precaución a la hora de interpretar los datos genómicos correspondientes que se encuentran en bases de datos públicas", afirma el Prof. Dr. Dirk Schüler, titular de la cátedra de Microbiología de la Universidad de Bayreuth.
Los investigadores también abordaron la cuestión de por qué la bacteria huésped Rhodovastum atsumiense no eliminó los genes del magnetosoma, aunque no obtuviera ninguna ventaja de selección de ellos durante la evolución. "La mejor forma en que podemos explicarlo, basándonos en nuestros análisis genómicos, es la siguiente: La transferencia de genes se produjo probablemente en una etapa más reciente de la evolución. La eliminación rápida no fue necesaria porque los genes del magnetosoma no tienen ningún efecto perjudicial sobre la bacteria huésped", explica la primera autora, la Dra. Marina Dziuba, investigadora asociada durante muchos años en el grupo de investigación de Microbiología de la Universidad de Bayreuth.
Los nuevos resultados de la investigación siguen a un estudio publicado hace dos años. En él, los microbiólogos de Bayreuth lograron introducir en el genoma de una bacteria no magnética el conjunto completo de genes del magnetosoma de la bacteria magnética Magnetospirillum gryphiswaldense, establecida desde hace tiempo como organismo modelo en investigación. Poco después, estas bacterias huésped empezaron a biosintetizar magnetosomas. Al parecer, eran capaces de expresar los genes extraños adquiridos.
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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