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Un experimento realizado por el CSIC en aguas de Creta (Grecia) ha
descubierto la viabilidad de sustitución de los fosfolípidos por lípidos
sin fósforo en comunidades naturales de bacterias.
Las membranas de las células están formadas por lípidos que contienen
fósforo. Hasta hace poco se pensaba que estas moléculas, los
fosfolípidos, eran imprescindibles para el funcionamiento de la célula.
Una investigación dirigida por el Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC) ha revelado que, en ausencia de fósforo, las
bacterias marinas son capaces de reconstruir sus membranas con lípidos
sin este componente. El trabajo ha sido publicado en la revista de la
International Society for Microbial Ecology.
“El estudio revela que, como respuesta a la escasez de fósforo, las
comunidades bacterianas marinas del Mar Mediterráneo, uno de los
sistemas más pobres en fósforo del planeta, remodelan sus membranas y
sustituyen hasta el 80% de los lípidos. Eso les permite volver a
aprovechar y reciclar el fósforo que está contenido en sus membranas,
formadas antes de que se diera la escasez de fósforo, y destinarlo a la
síntesis de otras moléculas esenciales para la vida, como el ADN (que no
puede prescindir de fósforo)”, explica la investigadora del CSIC Marta
Sebastián, del Instituto de Ciencias del Mar.
Los científicos han realizado experimentos con bacterias evolutivamente
muy distintas, aunque morfológicamente casi iguales al microscopio, y
han podido ver que, en ausencia de fósforo, las bacterias sintetizan
diferentes lípidos sin fósforo para reconstruir sus membranas celulares.
El proceso, que se explica en la publicación, es reversible: cuando se
añade fósforo a su medio de crecimiento las bacterias sintetizan
fosfolípidos de nuevo.
El gen ‘plcP’ es la clave
Los fosfolípidos están formados por dos ácidos grasos unidos a una
molécula de glicerol, que a su vez está unida a la molécula de fósforo.
Mediante manipulación genética, los autores han confirmado que el gen
plcP es el encargado de romper los fosfolípidos para que el fósforo
pueda ser reutilizado por la célula. El estudio ha demostrado que otro
gen, llamado agt, se encarga de añadir un azúcar al glicerol, formando
así unos lípidos que tienen azúcar en lugar de fósforo (glucolípidos).
“Los resultados de este trabajo indican que en las épocas del año en que
hay escasez de fósforo, las bacterias construyen sus membranas con
glucolípidos y otros que contienen azufre y nitrógeno en lugar de
fósforo”, añade Sebastián. El estudio, que analiza las bases de datos
metagenómicas marinas globales de las campañas oceanográficas Tara
Oceans y Global Ocean Survey, constata que entre el 60 y el 100% de las
bacterias que habitan zonas del océano pobres en fósforo poseen el gen
plcP, que permite esta adaptación.
“Es decir, la mayor parte de las bacterias de estas zonas son capaces de
sustituir sus fosfolípidos de membrana y nos da una idea de la
relevancia ecológica de este proceso. Nuestro trabajo es un ejemplo de
lo mucho que nos queda por descubrir sobre la adaptación de los
microorganismos a variaciones en las condiciones ambientales. Conocerlo
es crucial para predecir cómo variarán los ecosistemas en el futuro ya
que los microorganismos marinos son la base de la cadena trófica marina
y los motores de los ciclos biogeoquímicos”, concluye la investigadora.
Fuente: CSIC 20/11/2015
M. Sebastián, A. F. Smith, J. M. González, H. F. Fredricks, B. Van Mooy,
M. Koblížek, J. Brandsma, G. Koster, M. Mestre, M. Behzad, P. Pitta, A.
D. Postle, P. Sánchez, J. M. Gasol, D. J. Scanlan y Y. Chen. Lipid
remodelling is a widespread strategy in marine heterotrophic bacteria
upon phosphorus deficiency. The ISME Journal. DOI: 0.1038/ismej.2015.172
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