¿Las bacterias generan multicelularidad?

Los choanoflagelados, flagelados unicelulares, han sido considerados un modelo de multicelularidad desde el siglo XIX porque viven como individuos o en colonias con forma de roseta. La forma en que se forman las colonias también es intrigante: cuando se generan las células hijas, se quedan en lugar de romperse, en lo que a primera vista parecen las células en división de un embrión. Ahora, en un artículo que se publicará en el primer número de la próxima revista de acceso abierto eLife, se ha descubierto un factor impulsor de la formación de rosetas. Un sulfolípido, producido por una bacteria de la que se alimentan los coanoflagelados, induce el desarrollo de colonias, lo que plantea la posibilidad de que las bacterias estuvieran implicadas en la evolución de la vida multicelular.

“El origen de las células eucariotas se produjo en una masa realmente densa de bacterias , dijo el zoólogo Michael Hadfield de la Universidad de Hawái, que no participó en el estudio. «Simplemente no hay forma» de que esos primeros organismos no fueran…

Si bien los estudios genéticos recientes de los coanoflagelados han reforzado su posición como buenos modelos de multicelularidad, resultó difícil hacerlos cooperar en el laboratorio. . En el laboratorio de Nicole King en Berkeley, sin embargo, al tratarlos con antibióticos, una medida despiadada para evitar que los coanoflagelados fueran invadidos por bacterias, los investigadores descubrieron que las rosetas ya no se formarían. Ante la sospecha de que la bacteria tenía un papel en la formación de rosetas, el equipo analizó más de 60 cepas bacterianas asociadas con la muestra original de coanoflagelados y encontró solo una que estaba asociada con los coanoflagelados que se unían al dividirse.

» Esta no fue una decisión autónoma de los coanoflagelados, sino algo provocado por su entorno», dijo John Clardy, biólogo molecular de Harvard que ayudó a identificar el compuesto responsable.

La bacteria responsable era una bacteria recién especies descubiertas (Algoriphagus machipongonensis) del phylum Bacteroidetes, cuyos miembros influyen en el desarrollo de las algas e incluso en el desarrollo del sistema inmunitario de los animales. Al alimentar grupos de coanoflagelados con diferentes especies bacterianas de la muestra original, el equipo descubrió que cuando se alimentaba únicamente de A. machipongonensis, los coanoflagelados produjeron un gran número de rosetas. Este fenómeno no se observó con ninguna de las otras bacterias. Sin embargo, los mecanismos químicos de las interacciones bacterianas son poco conocidos y el equipo tardó un tiempo en aislar el compuesto responsable. Resultó ser un lípido raro, un sulfolípido al que denominaron factor 1 inductor de rosetas (RIF-1). El compuesto parece ser notablemente potente, con solo nanomoles del material necesario para inducir la formación de rosetas. Curiosamente, las rosetas son más eficientes que los individuos para capturar A. machipongonensis y consumirlos, y por qué la bacteria produciría un compuesto que acelera su desaparición es un misterio que el equipo está investigando.

Si bien los coanoflagelados no son nuestros ancestros, Hadfield está emocionado por las implicaciones de el hallazgo en un pariente cercano a todos los animales. «Sugiere que [pasar] de animales unicelulares que tenían que atrapar y comer su comida a un estado multicelular, las bacterias estaban involucradas», dijo.

Si es la origen de la vida multicelular, sin embargo, es una cuestión abierta, según Clardy. «Puede hablar con personas que dirán ‘No, esto es solo de una manera’ o ‘Esto es una pista falsa'», dijo. «Pero lo que creo que es interesante es que este es un ejemplo fabuloso de cómo las bacterias influyen profundamente en el desarrollo de los eucariotas».

«Es un descubrimiento notable», dijo Randy Schekman, biólogo celular de la Universidad de California y el editor en jefe de eLife. «¿Quién hubiera imaginado que una molécula como esa podría estar involucrada en la colonización?» Schekman ha estado al tanto del trabajo en el laboratorio de King durante algún tiempo, y cuando se enteró de los resultados que habían logrado, se dispuso a animarlos a enviar un artículo a su nueva empresa de acceso abierto. Convencer a todos los autores del artículo de que obtendrían la exposición adecuada no fue fácil para una revista nueva, dijo Schekman, pero al final querían participar en un nuevo modelo de publicación de acceso abierto. (Consulte la función de este mes sobre el futuro de la publicación científica para obtener más información sobre las editoriales de acceso abierto). El artículo completo se publicará en el primer número de eLife, que se publicará en un par de meses. pero actualmente hay una preimpresión disponible en el sitio web de King lab.

R. Alegado et al., «Regulación bacteriana del desarrollo de colonias en los parientes vivos más cercanos de los animales», eLife, cita pendiente de confirmación, 2012.

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