En los sedimentos marinos de los manglares de Guadalupe en Antillas Menores, un grupo internacional de biólogos ha descubierto la bacteria más grande jamás descrita en microbiología: Thiomargarita magnifica. Una bacteria más grande que algunos organismos superiores, como la mosca de la fruta o los gusanos nematodos.
Thiomargarita magnafica mide 1 centímetro de largo en promedio, pero los investigadores sugieren que sin eventos adversos en su entorno puede llegar a medir mucho más, superando los límites teóricos conocidos del crecimiento de las células bacterianas.
«Algunos filamentos [individuales] alcanzan una longitud de 2 centímetros, mucho más grandes que cualquier procariota unicelular [bacterias y arqueas] descrito anteriormente», escribieron los científicos dirigidos por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE.UU.) en un artículo (en revisión) publicado a mediados del mes pasado.
Además de su tamaño, tiene otras características inusuales vistos bajo el microscopio. Por ejemplo, el desarrollo de un nuevo orgánulo que podrían suponer que esta especie es un eslabón intermedio entre los organismos simples (procariotas) y los organismos superiores (eucariotas).
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Antes del descubrimiento de esta bacteria filamentosa (alargada), la bacteria más grande conocida pertenecía al mismo género: Thiomargarita namebiensis, descubierta a 100 metros de profundidad en la costa de Namibia, y descrita como «la bacteria más grande» en abril del ’99.
T. namibiensis alcanza un tamaño de 0,75 milímetros, igual de grande en comparación con la mayoría de las bacterias que llegan a medir en promedio hasta 2 micrómetros (0.002 milímetros).
Pero la nueva especie descubierta sobre las hojas sumergidas del árbol de mangle en Guadalupe, es 10 veces más grande que el poseedor del récord anterior.
Aparte de su tamaño visible a simple vista, Thiomargarita magnífica «muestra una poliploidía sin precedentes de más de medio millón de copias». Es decir, tiene copias y copias de sus 11 788 genes (fragmentos de ADN) repartidos por toda la célula. Genes que están contenidas en un nuevo tipo de orgánulo en forma de semilla al que sus descubridores han llamado pepin o pepinas.
Una característica que supone una innovación en las bacterias que normalmente tienen su ADN diseminado en el citoplasma (un fluido donde ocurre la mayor parte de las reacciones químicas importantes), no dentro de un «órgano» propio como ocurre en las células que forman nuestro cuerpo.
Esa cantidad de genes, 3 veces más que cualquier otra procariota, e incluso más que el hongo Aspergillus nidulans (9.500 genes), ayudaría en el crecimiento general de la bacteria, y en su alimentación a base de compuestos de azufre que utiliza para obtener energía y «crear» sus propios compuestos orgánicos.
Los biólogos también descubrieron que la misma estructura, las pepinas, contienen ribosomas, las moléculas encargadas de la síntesis (la formación) de las proteínas, que al igual que el ADN normalmente se encuentran libres en el citoplasma bacteriano.
«La compartimentación del ADN y los ribosomas recuerda a la compartimentación genómica en eucariotas y representa una nueva estructura celular dentro de las bacterias», escribieron los científicos.
Además contiene una vacuola (saco de agua) a lo largo del centro de todo el filamento que ocupa hasta el 73% de toda la bacteria, por lo que el citoplasma sólo está restringido en las esquinas y equivale a sólo una pequeña parte de T. magnafica.
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En relación a su reproducción, el equipo observó todo el ciclo celular, todas las etapas intermedias desde las células más pequeñas hasta los filamentos más grandes que empezaban a formar sus propias células hijas.
La especie «experimenta un ciclo de vida dimórfico», apuntaron, donde las bacterias adultas tienen una vida sésil (unida a los sedimentos) y las células hijas tienen una vida libre.
Esas células hijas se formarían en la parte final de la bacteria como brotes de 1 a 4 células en forma de varillas que luego se liberan al medio.
Y a diferencia de otras bacterias, T. magnifica aparentemente sólo hereda un parte de todo su ADN a las células hijas. «Tal ciclo de desarrollo puede haber evolucionado para mejorar la dispersión similar a las hifas aéreas [estructura que contiene las esporas] de los hongos Streptomyces spp.» sugieren los autores.
La razón de su crecimiento extremo estaría en su genoma. La bacteria no contiene todos los genes involucrados en la división celular, incluyendo las que sintetizan las proteínas que luego se encargan de copiar el ADN.
En cambio, tienen varias copias de genes implicados en el crecimiento celular. Por lo tanto, es posible que un mayor número de genes de crecimiento, junto con la falta de genes claves de división celular, pueden ser responsables de su crecimiento.
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«A través de su gigantesco tamaño celular, su genoma grande, su ciclo de vida dimórfico, pero lo más importante a través de su material genético […] Thiomargarita magnifica se suma a la lista de bacterias que han evolucionado a un mayor nivel de complejidad», concluyeron los investigadores.
«Es la primera y única bacteria conocida hasta la fecha que dispersa su material genético en orgánulos unidos a la membrana similar a organismos superiores, y por lo tanto desafía nuestro concepto de bacteria».
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[Desde Guna Yala, un artículo de Morbeb]
REFERENCIA:
Volland, et al. (2022). A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles. BioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.02.16.480423
