Conexiones bacterianas

Cuando empecé a estudiar biología en el siglo pasado (soy un viejuno), me maravilló la plasticidad y la capacidad de adaptación que tienen las bacterias. Son capaces de habitar en lo más profundo de los océanos, en el más seco de los desiertos, en el lago más salado del mundo y en el centro de los más gélidos glaciares. En definitiva pueden habitar en cualquier rincón del planeta, y quién sabe si del universo. Estamos rodeados y son muy superiores a nosotros en número (y posiblemente en más cosas). Además no conocemos ni un 10% de su diversidad. Viven con nosotros y dentro de nosotros. Pues bien científicos del Max Plank Institute han conseguido saber un nuevo mecanismo por el cual las bacterias son capaces de alimentarse.

Escherichia coli en su medio. Foto de Iqbal Osman

Lo primero que hicieron fue crear dos especies de bacterias que no eran capaces de hacer un aminoácido de manera complementaria: esto es, una de las especies no era capaz de sintetizar un aminoácido, mientras que la otra especie si, y a la inversa. Si a esta bacteria no le das ese aminoácido en el medio de cultivo la bacteria morirá. Una de estas baterías es Escherichia coli, bacteria que habita en nuestro intestino y que es móvil (tiene flagelo, un apéndice en forma de látigo que le ayuda a moverse). La otra es Acinetobacter baylyi, una bacteria que podemos encontrara en el suelo, que es inmóvil. Pues bien, si ponían las bacterias incapaces de sintetizar el aminoácido con bacterias con las capaces de sintetizarlo estas sobrevivían. Esto puede ser porque las bacterias que son capaces de sintetizar todos el aminoácido lo que hacen es segregarlos. Entonces la bacteria que no es capaz de sintetizar ese aminoácido lo único que tiene que hacer es captarlo del exterior. Pues bien para evitar esta posibilidad lo que hicieron los investigadores fue separar las dos poblaciones bacterianas con una membrana. Esa membrana solo permite que los aminoácidos se muevan de una parte a otra pero las bacterias. Cuando hicieron esto lo que pasó es que las bacterias incapaces de sintetizar el aminoácido dejaban de crecer. Cuando los investigadores observaron el cultivo de las dos especies bacterianas con el microscopio electrónico y vieron que una de las especies enviaba pequeños puentes hacia la otra. Estos “nanopuentes” son capaces de permitir el paso de nutrientes de una bacteria a otra. Además sólo una de las especies de bacterias era capaz de formar estos puentes, y esta es E. coli. Esto puede ser debido a que esta bacteria es capaz de moverse para conseguir alimentarse, mientras que la otra no.

Micrografia electrónica de Acinetobacter baylyi y Escherichia coli modificadas geneticamente. La bacteria intercambia alimento por “nanopuentes” © Universitätsklinikum Jena/Martin Westermann

Estas estructuras en forma de puente sólo se formaban en caso de existir una deficiencia en aminoácidos. Así pues, si el aminoácido se añadía al medio de cultivo, estas estructuras no aparecían. Como indican los investigadores estas estructuras dependen”de lo hambrientas que estén las bacterias”.

Este descubrimiento abre muchas preguntas. ¿Son capaces las bacterias de decidir a quien lanzan esas estructuras?, ¿se benefician las comunidades de bacterias de estas estructuras?, ¿puede la bacteria que recibe el” nanopuente” enviar sustancias tóxicas como defensa a la que lo envía?, ¿ lo único que se envía son los nutrientes, o se puede enviar también material genético?, ¿es unidireccional el tráfico de sustancias?

El investigador Christian Kost resume: “para mí, la pregunta más importante que queda por responder es si la bacteria es un ser unicelular y relativamente simple o si bien estamos delante de algún tipo de pluricelularidad, en la cual las bacterias incrementan sus competencias uniéndose unas a otras y combinando sus habilidades bioquímicas”.