Vida que sobrevive en uranio

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Artículo publicado el 30 de septiembre de 2012 en Astrobiology Magazine

La vida en los entornos extremos – por ejemplo en ácidos calientes o en metales pesados – puede, aparentemente, hacer que organismos similares lidien con el estrés de una forma muy distinta, de acuerdo con una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State).

Los organismos unicelulares procedentes de un manantial termal cerca del Monte Vesubio en Italia, lucha directamente contra la toxicidad del uranio – se alimenta directamente del metal pesado y toma energía del mismo. Otro organismo unicelular que vive en una “pila ardiente” cerca de una mina de uranio abandonada en Alemania supera indirectamente la toxicidad del uranio – básicamente, cancelando sus procesos celulares para inducir un tipo de coma celular cuando hay niveles tóxicos de uranio en el entorno.

Bolas de uranio radiactivo © Crédito: dvanzuijlekom


Es interesante observar que estas respuestas diferentes al estrés ambiental proceden de dos organismos que son idénticos genéticamente en un 99,99 por ciento.

En un artículo publicado esta semana en la edición en línea de Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores de NC State demuestran que estos organismos extremos – formas básicas de vida conocidas como arqueas que no tienen núcleo y son tan minúsculas que solo pueden verse bajo el microscopio – pueden enseñarnos mucho sobre cómo usan los seres vivos distintos mecanismos para adaptarse a sus entornos.

Los investigadores, liderados por el Dr. Robert Kelly, Profesor Alcoa de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State, expusieron a dos parientes muy cercanos de arqueas termoacidofílicas – viven en entornos altamente ácidos con temperaturas de más de 70 grados Celsius – a uranio puro. Una, Metallosphaera sedula, metabolizó el uranio como una forma de dar soporte a sus necesidades energéticas.

Esto, por sí mismo, ya sorprendió a Kelly y sus compañeros investigadores, dado que es el primer informe de un organismo que puede usar directamente el uranio como fuente de energía.

“Esta podría ser una nueva forma de extraer uranio, usando microorganismos para liberar el metal de la veta – un proceso conocido como biofiltrado”, dice Kelly sobre M. sedula.

Su gemelo genético, Metallosphaera prunae, reaccionó de manera muy distinta. Cuando se enfrentó al uranio puro, pasó a un estado latente, cancelando los procesos celulares críticos que permiten su crecimiento. Cuando se eliminaba la amenaza tóxica, M. prunae reiniciaba sus procesos celulares y volvía a su estado normal.

Kelly teoriza que M. prunae es un vástago de M. sedula, con solo un pequeño número de mutaciones, o cambios, en su genoma que le permiten reaccionar de forma distinta cuando se encuentra con una toxicidad por metales pesados.

Kelly dice que los hallazgos podrían también tener implicaciones para comprender cómo se desarrolla resistencia a los antibióticos y funciona en los patógenos.

“Hemos llegado a un nuevo modelo de cómo aprenden a vivir los organismos en un entorno que, de otra forma, sería letal para ellos”, dice.

Kelly añade que el estudio pone en cuestión la forma en que los científicos clasificaban a los seres vivos antes del surgimiento de la era genómica.

“¿Cómo clasificar a los microorganismos ahora que podemos comparar genomas con tanta facilidad?”, se pregunta Kelly. “Estas especies no son tan distintas según la definición clásica debido a que sus genomas son virtualmente idénticos, pero tienen fenotipos muy distintos, o estilos de vida, cuando se enfrentan al estrés”.


Fecha Original: 30 de septiembre de 2012
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