Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco
Una nueva central energética.
La oxigenación de la Tierra comenzó hace 2.4 mil millones de años, lo que le permitió a la vida eucariota evolucionar desde hace 1 – 1.9 mil millones de años. La diversificación de las eucariotas se debe a su habilidad de obtener mucha energía de la respiración del oxígeno en sus mitocondrias: la central energética de la célula.
Según la teoría endosimbiótica, las mitocondrias provienen de la asimilación de bacterias como simbiontes, dos organismos viviendo juntos. Estas mitocondrias, como otros compartimientos rodeados por membranas en la célula, se llaman organelas.
De todas formas, no todas las eucariotas tienen mitocondrias: algunos eucariotas anaerobios, organismos que viven sin oxígeno, generan energía a partir de la fermentación en hidrogenosomas (pequeñas fábricas de hidrógeno para hacer energía). Algunos anaerobios facultativos pueden usar la respiración anaeróbica por desnitrificación, lo que significa que fabrican energía a partir de hidrógeno o nitratos en lugar de oxígeno.
En su estudio, Graf et al. investigaron el Lago Zug (en Suiza) a 200 metros de profundidad, donde no hay oxígeno. Encontraron una alta abundancia de eucariotas unicelulares móviles que son anaerobios obligados. Algunos de estos organismos parecían tener endosimbiontes dentro, pero no los esperados hidrogenosomas usuales.
Los autores secuenciaron el genoma y encontraron un nuevo tipo de organismo: Candidatus Azoamicus ciliaticola. Este organismo tiene un genoma muy pequeño pero que podía autorreplicarse. La mayor parte de su genoma estaba dedicado a la producción y conversión de energía (al igual que otros organelas del mismo tipo que las mitocondrias), pero no se encontraron genes para la respiración aeróbica en la bacteria o en su hospedador.
En cambio, el organismo tenía el juego completo de genes para la respiración por desnitrificación. La respiración por desnitrificación es por lo tanto utilizada para proveer al hospedador de energía tal como el oxígeno es el combustible que las mitocondrias usan en nuestras células. Hasta el momento, este es el único endosimbionte conocido que solo posee el proceso de desnitrificación sin tener también la posibilidad de usar la respiración de oxígeno, como sucede en aerobios facultativos.
Esta nueva sociedad nos permite entender mejor la relación simbiótica original que permitió a los eucariotas evolucionar, así como revelar diferentes sistemas energéticos. Quién sabe, quizás otras centrales energéticas existan y todavía tenemos que descubrirlas.
Enlace al artículo original: Graf, J.S., Schorn, S., Kitzinger, K. et al. Anaerobic endosymbiont generates energy for ciliate host by denitrification. Nature 591, 445–450 (2021).
Featured image: https://www.flickr.com/photos/stiefkind/4280496233
Traducido por: Santiago Chaillou
micro-bites.org 