Resumen (Nov. 09, 2005): Científicos de la Universidad del Estado de Oregon han cultivado con éxito en un laboratorio un microorganismo con un gen para una forma alterna de fotoquímica, un avance que podría finalmente arrojar luz sobre la ecología de los océanos del mundo.






Basado en un comunicado de la Universidad del Estado de Oregon

Crédito; Universidad del Estado de Oregon " width="198"> Nuestros experimentos llevaron al descubrimiento y primer cultivo de SAR11, ahora denominada Pelagibacter. Crédito; Universidad del Estado de Oregon

Científicos de la Universidad del Estado de Oregon han cultivado con éxito en un laboratorio un microorganismo con un gen para una forma alterna de fotoquímica, un avance que podría finalmente arrojar luz sobre la ecología de los océanos del mundo.

El microorganismo se llama SAR11, la célula viviente más pequeña que se conoce y probablemente el organismo más abundante de los mares. Al ser capaces, por primera vez, de estudiar el gen “proteorodopsina” SAR11 en un laboratorio, los investigadores podrán comprender mejor la forma en que es activado, su papel en la vida y supervivencia de SAR11, y cómo afecta la ecología oceánica. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nature.

Sorprendentemente, las bacterias SAR11 continuaron creciendo normalmente hubiera o no luz disponible, indicando a los investigadores de OSU (Oregon State University = Universidad del Estado de Oregon) que las células no requieren este mecanismo de producción de energía en condiciones normales. Es posible, dijeron que esta forma alternativa de fotoquímica sirva como sistema “de respaldo” para proporcionar energía a las células cuando éstas enfrentan la falta de alimentos en el océano abierto, que ha menudo presenta nutrientes muy limitados.

“Resulta emocionante aprender más sobre otra forma de fotoquímica que no utilice la clorofila”, dijo Stephen Giovannoni, un profesor de microbiología en OSU. “Este gen proteorodopsina, sin embargo, parece cumplir un papel sutil en la vida y supervivencia de SAR11, y parece ser un sistema auxiliar para ayudar a la supervivencia de la célula”.

El nivel de interés en SAR11 es alto, dicen los investigadores, porque domina la vida microbiana en los océanos, sobrevive donde la mayoría de las otras células moriría, y juega un papel principal en el ciclo del carbono terrestre. Estas bacterias pueden haber estado prosperando por mil millones de años o más, pero poseen la menor estructura genética de cualquier célula independiente y fueron descubiertas por primera vez recién en 1990 por científicos de OSU.

Aunque diminutas, a causa de sus enormes números, las SAR11 juegan un papel principal en el ciclo del carbono en el planeta como consumidores de carbono orgánico. Su sistema principal de generación de energía es la respiración del carbono orgánico, produciendo en el proceso dióxido de carbono y agua.

Crédito: Lynn Ketchum, OSU EESC " width="250"> Stephen Giovannoni contempla una gota de agua de mar, que contiene aproximadamente un millón de células bacteriales. Crédito: Lynn Ketchum, OSU EESC

El oxígeno de la atmósfera terrestre fue creado principalmente y es mantenido por la fotosíntesis, con la cual las plantas convierten la luz solar en energía biológica a través de un proceso que requiere clorofila. En los océanos, SAR11 es una socia de este proceso, reciclando el carbono orgánico y produciendo los nutrientes necesarios para las algas que producen aproximadamente la mitad del oxígeno que entra cada día en la atmósfera de la Tierra.

El ciclo del carbono afecta, en última instancia, a toda la vida animal y vegetal sobre la Tierra.

Sin embargo, ahora queda claro que SAR11 tiene su propio mecanismo para utilizar la energía de la luz solar que no involucra a la clorofila. En su lugar, utiliza retinal, la misma proteína utilizada en los ojos de animales y seres humanos para detectar la luz, y sirve como una “bomba protónica” para energizar la membrana de la célula. La proteorodopsina fue descubierta recién en el año 2000, pero hasta ahora no había sido hallada en un organismo viviente. Todavía no está totalmente claro, dijo Giovannoni, cómo es que este mecanismo de producción de energía beneficia a la célula.

“Cuando apagamos las luces, no había un mecanismo para que el gen proteorodopsina produjera energía, pero eso no pareció hacer ninguna diferencia en la tasa de crecimiento de SAR11”, dijo Giovannoni. “Así que sabemos que en condiciones normales esta forma alternativa de producción de energía no es necesaria. Este sistema podría estar allí para emergencias. Pero aún así podría ser muy importante todavía para la vida oceánica, y eso es algo sobre lo que necesitamos descubrir aún más”.