Cultivos de nadadores magnéticos
A) Bacteria productora de greigita, con flagelo (f) B) Cristales de greigita y magnetita (flechas) dentro de la nueva bacteria CHRISTOPHER LEFEVRE Y DENNIS BAZYLINSKI
Después de 20 años de Al intentarlo, los investigadores finalmente lograron cultivar una especie de bacteria que usa un compuesto de sulfuro magnético para nadar hacia la comida. Los hallazgos, publicados hoy (22 de diciembre) en Science, pueden arrojar luz sobre cómo evolucionaron las criaturas por primera vez y ayudar a los investigadores a cultivar el compuesto para aplicaciones industriales.
“La mayor importancia es que han podido aislar y cultivar bacterias magnetotácticas que producen greigita en cultivo puro” dijo el geofísico de la Universidad de Minnesota Bruce Moskowitz, quien no participó en el estudio. «Tienes que averiguar exactamente qué les gusta comer, en qué condiciones les gusta vivir, y eso puede ser muy difícil de imitar en un tubo de ensayo». Pero ahora que las bacterias viven felices en cultivo, no hay límite para…
Dentro de sus células, las bacterias magnetotácticas desarrollan cadenas de partículas magnéticas de 40 a 100 nanómetros de largo para ayudarlas a alinearse. con el campo magnético terrestre. Estas diminutas brújulas permiten que las bacterias transmitidas por el agua naden de un lado a otro en una dirección, en lugar de moverse en tres dimensiones en una búsqueda más aleatoria de comida.
Mientras que los investigadores han cultivado varias formas de bacterias magnéticas que hacen que el óxido de hierro, o partículas de magnetita, naveguen, las bacterias que transportan partículas de sulfuro de hierro llamadas greigita han sido mucho más escurridizas.
Desde que se descubrieron las bacterias productoras de greigita hace más de dos décadas, la Universidad de Las El ecofisiólogo microbiano de Las Vegas, Dennis Bazylinski, ha estado tratando de cultivarlos. Hicimos todo tipo de intentos a lo largo de los años, pero sin suerte, dijo. El proyecto se había quedado en el camino hasta que consiguió un nuevo postdoctorado, Christopher Lefvre, que estaba ansioso por cultivar la bacteria portadora de greigita.
El equipo visitó lagos alrededor del suroeste de los Estados Unidos para determinar las condiciones necesarias para las bacterias La bacteria que finalmente cultivaron, que aún no tiene nombre, procedía de un manantial salado cerca del Valle de la Muerte. Luego, Lefvre, Bazylinski y sus colegas iniciaron un laborioso proceso de prueba y error para determinar las condiciones óptimas para el crecimiento de la bacteria. Crearon un medio que imitaba la salinidad del agua del Valle de la Muerte, una fuente complicada de carbono como alimento y un medio de cultivo anaeróbico rico en azufre. Al principio, podían hacer crecer la bacteria, pero solo producían magnetita. Pero un ajuste final a las condiciones de cultivo, y que la bacteria comenzó a producir greigita.
También analizaron un segmento de ADN ribosómico altamente conservado para tener una idea de dónde encaja la bacteria en el árbol de la vida. Las bacterias portadoras de greigita eran bacterias reductoras de sulfato, pero formaban su propio grupo único. Los investigadores también identificaron dos grupos de genes para producir partículas magnéticas, a diferencia de las bacterias que producen solo magnetita, que tienen solo un conjunto de genes para producir partículas magnéticas, posiblemente uno para producir magnetita y otro para greigita.
Las bacterias cultivadas deberían permitir investigadores para investigar cuándo las bacterias desarrollaron por primera vez la capacidad de producir partículas magnéticas. «El proceso de formación de estructuras minerales altamente ordenadas o estructuras inorgánicas cristalinas es algo que se conserva ampliamente o se encuentra en muchos tipos diferentes de organismos», como las almejas o incluso los humanos, que forman huesos y dientes, dijo Arash Komeili, biólogo celular de la Universidad de California en Berkeley. , que no participó en la investigación. Se cree que la capacidad de formación de partículas magnéticas de las bacterias es un ancestro primitivo de ese proceso de biomineralización, por lo que estudiar las bacterias en cultivo puede decirnos algo sobre esas raíces evolutivas, dijo.
Una vez que identifiquen los conjuntos clave de genes responsables de la producción de greigita, los investigadores posiblemente podrían crear las partículas a escala industrial insertando esos genes en otros organismos, como E. coli, agregó. Aunque no está claro para qué se usarían finalmente esas partículas, su contraparte magnetita ya se produce industrialmente para aplicaciones tales como agentes de contraste de MRI.
C. Lefvre, et al, Una bacteria magnetotáctica productora de greigita cultivada en un nuevo grupo de bacterias reductoras de sulfato Science, 334, págs. 1720-1723, 2011.
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