El crecimiento de un moho mucilaginoso similar al cáncer sugiere los orígenes de la multicelularidad
ARRIBA: Colonia de Fonticula alba Marko Kaksonen
Los científicos han descubierto que un moho mucilaginoso puede invadir una colonia de células bacterianas de manera similar a como lo hace el cáncer. las células invaden el tejido sano. Como se informó en un nuevo estudio, publicado el lunes (28 de marzo) en Current Biology, el comportamiento invasivo del moho mucilaginoso, Fonticula alba, puede contener pistas sobre cómo surgieron las estructuras multicelulares en hongos y animales.
F. alba, que solo se ha encontrado una vez en el medio ambiente (en algunas heces de perro de Arkansas, allá por la década de 1960), atrajo poco interés hasta hace unos años, cuando científicos de la Universidad de Ginebra se interesaron en su posición única en el árbol evolutivo. Si bien la mayoría de los mohos mucilaginosos caracterizados anteriormente, como Dictyostelium spp., son parientes de animales y plantas, F. alba está más estrechamente relacionado con los hongos que con otros mohos mucilaginosos.
Los hongos y los animales están muy estrechamente relacionados en el árbol evolutivo, dice Chris Toret, microbiólogo de la Universidad de Ginebra, a El científico. ¿Por qué el hongo acabó convirtiéndose en hongo y el animal en animal? Claramente hay algunas diferencias en cómo se mantienen unidos. Y es por eso que queríamos mirar a [F. alba] como organismo modelo.
Desde que poco se sabía de F. alba, lo primero que había que hacer era familiarizarse con él. Pasé un tiempo tratando de averiguar, ¿podemos cultivar esto en el laboratorio? explica Toret. Incluso haciendo eso, comenzamos a ver algunas propiedades multicelulares interesantes.
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Estudios anteriores habían caracterizado algunos de F. albas ciclo de vida. Como la mayoría de los mohos mucilaginosos, pasa la mayor parte de su vida en forma de una sola célula, como una ameba que se alimenta de bacterias. Sin embargo, en algún momento de su ciclo de vida, se vuelve multicelular y se une a otros en cuerpos fructíferos similares a volcanes, que liberan esporas y ayudan a que el moho mucilaginoso se propague. Investigadores anteriores han descrito cómo, en este estado agregado, otros mohos mucilaginosos pueden tomar decisiones y crear patrones sorprendentemente similares a los sistemas de metro.
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Pero lo que salió completamente no descrito en la literatura fue F. albas otro comportamiento multicelular: invasión. Toret y sus colegas encontraron que F. alba solo entró en su estado agregativo cuando se cocultivó con bacterias, en este caso, la bacteria fecal común Klebsiella pneumonia que se encuentra en una fase particular del ciclo de vida bacteriano. Las bacterias pasan por fases de crecimiento y muerte, crecen rápidamente y luego mueren una vez que se agotan sus fuentes de alimento. Fue la exposición a las bacterias en la fase de puesta del sol impulsada por la escasez lo que provocó que el moho mucilaginoso se acumulara, aunque los científicos aún no saben por qué. La bacteria necesita madurar como un buen queso francés, sugiere Marko Kaksonen, microbiólogo de la Universidad de Ginebra y coautor del artículo.
Los investigadores encontraron que en su estado social invasivo, F. alba barre el césped bacteriano que se está agotando, festejando y buscando nuevas fuentes de alimento a medida que avanza. Los investigadores compararon este mecanismo invasivo con la forma en que las células cancerosas se entierran colectivamente en los tejidos circundantes y el uso de hongos de filamentos largos y ramificados para arrastrarse, en busca de nuevas fuentes de alimento, aunque los mecanismos por los cuales F. alba invaden colonias bacterianas siguen siendo desconocidas. Las células del moho mucilaginoso forman zarcillos multicelulares que se extienden a través del agar lleno de bacterias, en el que las células seguidoras son guiadas por una única célula líder. En este estado, las células en el zarcillo se comunican cuando una célula líder ingresa a un ambiente libre de bacterias, les indica a las células que la siguen que se den la vuelta. Las células cancerosas también utilizan una configuración líder-seguidor coordinada para migrar a los tejidos adyacentes desde el tumor primario.
Los investigadores usó láseres para interrumpir el movimiento de las células líder y descubrió que eliminarlas interrumpía el movimiento de los zarcillos y provocaba un movimiento desordenado. Eventualmente, otras células líderes tomaron el relevo y procedió la invasión. Sin embargo, esto no sucedió cuando se eliminaron las células seguidoras, lo que indica que F. alba a las células se les asignan funciones distintas durante esta fase de agregación de su vida.
Es un estudio muy importante e interesante, Stuart Newman, biólogo celular del New York Medical College que no participó en el estudio, dice The Scientist, Es un nuevo fenómeno para los microorganismos agregativos.
La agregación en mohos mucilaginosos ha fascinado durante mucho tiempo a los científicos que estudian los orígenes de la multicelularidad, es decir, cómo nuestros ancestros unicelulares se unieron para formar tejidos, lo que eventualmente permitió la evolución de animales, hongos mulicelulares y plantas. notó similitudes en la forma en que los hongos crecen y exploran, lo que sugiere que los dos comparten un mecanismo evolutivo. Algunos científicos habían planteado la hipótesis de que las hifas, las estructuras filamentosas que son el modo principal de exploración fúngica, evolucionaron a partir de crecimientos neurales. Pero el comportamiento invasivo de F. alba en cambio, sugiere que una red invasiva de hifas podría haberse construido a partir de mecanismos agregativos, dice Toret.
Creemos que los animales evolucionaron siendo agregativa, dice Toret, ahora creemos que la búsqueda arborizada también evolucionó agregativamente.
Newman dice que la agregación social invasiva parece similar a lo que sucede en el cáncer y que el estudio es evidencia de que las células sociales hacen algo similar cosas . . . por diferentes razones. Él especula que si bien diferentes organismos pueden usar diferentes moléculas para agregarse, la invasión colectiva puede ser una propiedad genérica de las células sociales preservadas a lo largo de los linajes evolutivos.
Además, agrega Newman, el estudio muestra que el comportamiento invasivo no es dependiente» de las mismas moléculas en todos los linajes, «que. . . va en contra de algunas de las ideas más arraigadas sobre la evolución.
Fonticula es un microorganismo excepcionalmente genial y carismático, escribe Matthew Brown, un microbiólogo de la Universidad Estatal de Mississippi que no trabajó en el estudio, en un correo electrónico a The Scientist. alba, diciendo que es un poco de alcance. Él dice que la hipótesis de los autores de un vínculo evolutivo entre el comportamiento de invasión colectiva en F. alba y los hongos también es un poco complicado, solo sabiendo que los hongos no son ameboides, los hongos son todas células amuralladas.
Sin embargo, dice, definitivamente es una hipótesis que es vale la pena probarlo.
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Enlaces evolutivos
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