El lado positivo del suicidio
Colonias de altruistas Escherichia coli lambda (verde) y egoístas E. coli HK97 (rojo), que muestra hendiduras en las colonias rojas donde se está propagando la infección viral. DOMINIK REFARDTPara Escherichia coli, el suicidio puede tener ventajas físicas frente a enfermedades infección, incluso si la persona suicida está rodeada de vecinos lejanos, según una nueva investigación publicada hoy (20 de marzo) en The Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. Los investigadores demostraron que el suicidio diseñado para limitar la propagación de un virus a través de bacterias aún puede beneficiar a la cepa suicida incluso si algunas de las células bacterianas salvadas por la muerte voluntaria no están relacionadas.
“Lo importante aquí es que la muerte programada supera a la muerte no programada en un nivel que no sea el de una sola célula, y eso es notable”, dijo. El biólogo evolutivo Pierre Durand de la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica, que no participó en la investigación, dijo en un correo electrónico a…
El suicidio parece ser común en muchos organismos, a partir de bacterias que sufren muerte celular programada. a los insectos que dejan su colmena para morir cuando se infectan con un patógeno. Se cree que este comportamiento evolucionó porque puede beneficiar a los familiares cercanos del suicida permitiendo que se transmitan esos genes compartidos por la familia. Pero inspirado por el héroe popular suizo Winkelried, que se sacrificó por el bien de Suiza, Dominik Refardt, del Instituto Federal Suizo de Tecnología, se preguntó si el suicidio podría beneficiar a la comunidad en su conjunto, aunque no todos los miembros estuvieran muy relacionados.
Refardt examinó bacterias que llevan a cabo un programa suicida ante una infección viral. Comparó dos cepas de E. coli y sus respuestas a un bacteriófago que mata células y propaga más viriones en 15 minutos. En una cepa, E. coli l, las bacterias individuales realizan la muerte celular programada antes de que el virus termine el trabajo, evitando que el virus se transmita a más células; en el otro, E. coli HK97, las células bacterianas se aferran a la vida hasta que el virus las mata, lo que permite que la infección se propague entre la población.
En condiciones normales, las cepas crecieron igualmente bien cuando se mezclaron en un cultivo líquido , mostrando que llevar los genes suicidas no parecía tener un costo muy alto. Y tras la infección con el virus, solo las mezclas que contienen al menos 95 por ciento E. coli l bacteria podría sobrevivir a la infección.
A diferencia de las bacterias en medio líquido, sin embargo, las células bacterianas en matriz sólida de agarosa pueden formar pequeñas colonias de células altamente relacionadas, una estructura de población que puede afectar la supervivencia durante una infección viral. Efectivamente, los investigadores encontraron que en ambientes sólidos, incluso cuando las células l comprendían mucho menos del 95 por ciento del cultivo, la población podía sobrevivir a las infecciones virales al detener la propagación de los virus en los grupos l incluso cuando las células HK97 morían.
Para determinar qué tan unidas deben estar las colonias l para evitar la propagación de la infección en toda la población, Refardt cultivó células HK97 y l en medios de viscosidad variable y las infectó con el virus lítico. Usó medios de cultivo elaborados con diferentes porcentajes de agarosa, con una agarosa más baja que se traducía en un medio más líquido, lo que permitía que los clones se separaran. Encontró que incluso en cultivos con concentraciones muy bajas de agarosa, donde los parientes bacterianos están más dispersos, la cepa l aún creció más abundantemente que las células HK97. Esto sugirió que el suicidio bacteriano es una adaptación beneficiosa incluso cuando algunas células cercanas salvadas de la infección no son parientes.
Muestra que el suicidio altruista puede funcionar y es importante para los mecanismos de resistencia a la infección en un sistema natural, apoyando hallazgos previos realizados en sistemas un poco más artificiales, dijo el biólogo evolutivo Sylvain Gandon del Centro Nacional de Investigación Científica de Frances, quien no participó en el estudio.
Los hallazgos también ayudan a abordar el origen evolutivo de las células programadas adaptativas. muerte, dijo Durand. Inicialmente se especuló que era una característica de los organismos multicelulares, el fenómeno ha sido demostrado por Durand y otros en eucariotas y procariotas unicelulares como Refardts E. coli. Ahora, los autores muestran que incluso en esta etapa temprana puede adaptarse, explicó Durand. Uno puede ser muy filosófico al respecto, pero es notable cuán importante es el papel que puede desempeñar la muerte voluntaria en el sostenimiento de la vida.
D. Refardt et al., El altruismo puede evolucionar cuando la relación es baja: evidencia de bacterias que se suicidan tras la infección por fagos, The Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, doi: 10.1098 /rspb.2012.3035, 2013.
¿Interesado en leer más?
El científico ARCHIVOS
Hacerse miembro of
Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como a TS Digest, ediciones digitales de El científico, artículos destacados, ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí