Escurridizas arqueas de Asgard finalmente cultivadas en laboratorio
ARRIBA: Los científicos recolectaron lodo de aguas profundas de Omine Ridge frente a la costa japonesa utilizando el sumergible tripulado Shinkai 6500. OAR/PROGRAMA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN SUBMARINA (NURP), JAMSTEC
Un escurridizo microbio marino, antes conocido solo por su ADN, finalmente se cultivó en el laboratorio y podría dar pistas sobre cómo se originó la vida eucariota, informaron los investigadores el 8 de agosto en una preimpresión publicada en bioRxiv . El organismo unicelular desarrolla apéndices ramificados y contiene genes similares a los eucariotas, aunque pertenece al dominio Archaea.
“Este es un documento monumental que refleja una enorme cantidad de trabajo y perseverancia” dice Thijs Ettema, un microbiólogo evolutivo de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos que no participó en este estudio, en una entrevista con Nature. «Hemos aprendido mucho del genoma, pero sin un cultivo de laboratorio, no podemos aprender mucho».
En 2015, Ettema y sus colegas detectaron muestras de los misteriosos microbios…
Vea las flores del árbol genealógico de Archaea, gracias a la genómica
Hasta ahora , los científicos han reconstruido esta narrativa a partir de fragmentos genéticos aislados del linaje Asgard. El nuevo estudio de Japón comenzó mucho antes de que las antiguas arqueas captaran la atención de todos, en 2006, y representa un nuevo capítulo en el estudio de la evolución de estos organismos, siendo la primera vez que se cultivan.
Su un esfuerzo tremendo, y es una historia realmente agradable porque comenzaron antes de que comenzara el frenesí de Asgard. A mitad de su experimento debieron darse cuenta de que tenían oro en sus manos, Simonetta Gribaldo, microbióloga evolutiva del Instituto Pasteur de París, le dice a Nature.
El extraño organismo fue arrancado por primera vez. de la cordillera Omine de 2500 metros de profundidad frente a la costa de Japón, donde fue enterrado en lodo de aguas profundas, según Science. Para imitar las duras condiciones del lecho marino, el microbiólogo Hiroyuki Imachi de la Agencia Japonesa de Ciencias y Tecnologías Marinas y Terrestres y sus colegas construyeron un biorreactor para contener el lodo del fondo marino y bañarlo continuamente en gas metano. Cinco años más tarde, rasparon las muestras en tubos de vidrio llenos de varios nutrientes y esperaron.
Un año después, detectaron microbios que crecían en una de las muestras que parecían bacterias superficialmente, pero eran genéticamente distintas. Estas eran las arqueas de Asgard que habían esperado. Durante los siguientes seis años, trabajaron para aislar y cultivar muestras puras del organismo, que encontraron que tarda entre 14 y 25 días en duplicar sus células en cultivo. En comparación, la mayoría de las bacterias se duplican en menos de una hora.
Finalmente, los investigadores produjeron una muestra pura de Prometheoarchaeum syntrophicum, que llamaron así por el dios griego Prometeo que humanos esculpidos en barro. Aunque aún no se ha publicado en una revista revisada por pares, el artículo ya ha recibido elogios de destacados líderes en el campo.
Es uno de los organismos de división más lenta que conozco, dice Ettema. Ettema también compartió su entusiasmo por el innovador experimento en Twitter y reveló la importancia del estudio.
Loki descubierto ! https://t.co/BDzAWt92s3 ¡La cantidad de trabajo descrito en el manuscrito representa un esfuerzo monumental, cuya importancia no se puede subestimar! Un hilo. pic.twitter.com/hou1q9OR2P
Thijs JG Ettema ???????????????????????? (@Ettema_lab) 6 de agosto de 2019
Con el microbio cultivado en la mano, los investigadores secuenciaron su genoma completo y confirmaron la existencia de genes similares a los eucariotas. También observaron que el microbio generalmente crece en conjunto con un segundo archaeon productor de metano, con quien fomenta una relación simbiótica. Prometheoarchaeum descompone los aminoácidos y proporciona a su pareja energía en forma de hidrógeno, que de otro modo podría impedir el crecimiento de los Asgard, según Science.
Las imágenes capturadas con un microscopio electrónico revelaron que Prometheoarchaeum desarrolla largos apéndices con múltiples ramas, según Nature. Los autores sugieren que el microbio pudo haber usado los tentáculos para atrapar organismos productores de oxígeno.
Esto es exactamente lo que predijimos, dice David Baum, biólogo evolutivo de la Universidad de Wisconsin-Madison, en una entrevista con Science. En 2014, Baum y un colega propusieron un origen de adentro hacia afuera de la evolución eucariota: los orgánulos internos no evolucionaron a partir de componentes extraídos de células más simples, sino más bien de extensiones de la membrana celular que se unieron a socios beneficiosos.
Ettema señala que otras arqueas conocidas se parecen más a los eucariotas que a Prometheoarchaeum, por lo que no está claro cuál fue el precursor inmediato de la vida compleja tal como la conocemos. Pero espera que los estudios de seguimiento ahora sean mucho más fáciles de realizar. Estoy seguro de que no tomará 12 años lograr que el próximo Asgard entre en la cultura, le dice a Science.
Los autores de la preimpresión rechazaron las solicitudes de entrevistas con Nature mientras su artículo está siendo revisado por una revista.
Opinión: Archaea es nuestra hermana evolutiva, no madre
Nicoletta Lanese es pasante en The Científico. Envíele un correo electrónico a nlanese@the-scientist.com.
Corrección (26 de agosto): Científicos Proponga que un pariente de Asgard envolvió una bacteria que se convirtió en una mitocondria hace unos 2 mil millones de años, no 2 millones como se dijo anteriormente. El Científico lamenta el error.
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