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  • 07/09/2017

MICROBIOLOGÍA

Una proteína bacteriana induce un «frenesí sexual» a otro organismo unicelular

La proteína EroS de la bacteria Vibrio fischeri desencadena un cambio de conducta asexual a sexual en Salpingoeca rosetta, un organismo unicelular eucariota.

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El organismo eucariota Salpingoeca rosetta se reproduce de forma sexual en respuesta a una proteína secretada por la bacteria marina Vibrio fischeri. La imagen es una reconstrucción 3D editada del cultivo original. [Arielle Woznica/ Universidad de California]

Un equipo de investigadores ha tropezado por casualidad con un sorprendente afrodisíaco para un organismo unicelular: una proteína secretada por una bacteria. Los científicos sugieren que es la primera vez que se ha observado que las bacterias puedan incitar el comportamiento sexual de organismos eucariotas (el gran grupo de seres vivos que incluye hongos, plantas y animales).

La especie implicada pertenece al grupo de los coanoflagelados: organismos parecidos a los espermatozoides que se encuentran entre los parientes unicelulares vivos más próximos de los animales. Los biólogos los estudian para entender cómo evolucionaron los organismos unicelulares para convertirse en los primeros animales multicelulares. Los coanoflagelados normalmente se dividen de forma asexual. Hasta ahora, los científicos solo habían conseguido inducir el apareamiento sexual privándoles de alimento.

Un equipo liderado por la microbióloga Nicole King, de la Universidad de California, estaba estudiando la manera en que ciertas señales bacterianas inducen la división asexual en el coanoflagelado Salpingoeca rosetta cuando observaron algo sorprendente: si añadían la bacteria marina Vibrio fischeri al cultivo, causaban que S. rosetta entrara en un frenesí de apareamiento y reproducción sexual.

«Ese comportamiento fue completamente inesperado», explica Jon Clardy, investigador de la Facultad de Medicina de Harvard y coautor del estudio. «Para ser honesto, estábamos usando V. fischeri como control, porque pensábamos que no induciría multicelularidad». Su trabajo se ha publicado en la revista Cell.

La proteína EroS

Experimentos posteriores mostraron que las bacterias secretan una proteína —que los investigadores denominaron EroS, en honor al dios del amor de la mitología griega— que causa ese comportamiento. En su presencia, los coanoflagelados se agruparon en grupos de hasta 35 y se fusionaron de frente, antes de duplicar y recombinar su ADN y luego dividirse en una progenie genéticamente distinta.

«Es la primera vez que veo que las bacterias inducen el apareamiento en una célula eucariota», explica Vanessa Sperandio, microbióloga del Hospital Suroeste de la Universidad de Texas. Sperandio piensa que las bacterias podrían estar influyendo en el comportamiento de los animales más de lo que sabemos. Cuando se hacen descubrimientos de este tipo es probable que les sigan más similares en otros grupos de organismos, señala.

«Es raro depender de las bacterias para inducir el apareamiento de otra especie», coincide Nick Brown, investigador de la Universidad de Cambridge. En un futuro, a Brown le gustaría saber si los coanoflagelados son capaces de provocar su propio comportamiento sexual y, si es así, en qué circunstancia sucede.

Los investigadores por ahora piensan que el mecanismo que observaron puede ser un reflejo de cómo S. rosetta se reproduce habitualmente en la naturaleza. Estos organismos viven en los mismos hábitats costeros que V. fischeri, y las concentraciones naturales del afrodisíaco bacteriano pueden inducir que los coanoflagelados se reúnan en grandes grupos, lo que hace más probable que dos células se unan para la reproducción sexual.

La autora principal del trabajo, Arielle Woznica, de la Universidad de California, sugiere que los coanoflagelados pueden haberse adaptado a V. fisheri como indicador de que las condiciones ambientales exigen la reproducción sexual.

Aún no está claro el motivo por el que las bacterias controlan el sexo de los coanoflagelados. Pero los investigadores tienen algunas teorías sobre cómo la proteína puede inducir el apareamiento. EroS es una enzima que corta un compuesto que se encuentra en la matriz extracelular de S. rosetta, un conjunto de moléculas estructurales que rodean a la célula. El compuesto sobre el que actúa, llamado sulfato de condroitina, está formado por moléculas de azúcar, por lo que es probable que V. fisheri secrete EroS para alimentarse de esta molécula, según los autores.

Clardy sugiere que la degradación de la matriz extracelular puede «suavizar» el exterior de las células, de manera que dos coanoflagelados puedan fundirse. King, en cambio, está investigando otra posibilidad: ella piensa que el sulfato de condroitina puede ser una molécula de señalización que se activa solo cuando la divide EroS.

El hallazgo es un ejemplo de un proceso que se está observando cada vez más: la señalización entre organismos de reinos biológicos distintos. Esto tiene implicaciones aún desconocidas sobre la complejidad en ecología química, concluye Rosie Alegado, investigadora de la Universidad de Hawái. Otros microbios que se cree que son asexuales podrían pasar a probar el sexo si se exponen a las condiciones adecuadas.

Bruno Martin /Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Referencia: «Mating in the closest living relatives of animals is induced by a bacterial chondroitinase» por A. Woznica et al. en Cell, 31 de agosto de 2017.

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