Nematodos resistentes al arsénico encontrados en el lago Mono
ARRIBA: Pei-Yin Shih, Elizabeth Goetz y Ryoji Shinya en un viaje de recolección de nematodos al lago MonoJAMES LEE
El lago Mono en California es un lago salado , cuerpo de agua alcalino y rico en arsénico conocido por ser el hogar de solo dos eucariotas: camarones de salmuera y moscas alcalinas. En un estudio publicado hoy (26 de septiembre) en Current Biology, los investigadores encontraron ocho especies más que residen en el lago y sus sedimentos, todos nematodos diminutos y resistentes. El cultivo de una especie del grupo Auanema en el laboratorio reveló que los animales son capaces de sobrevivir 500 veces la dosis de arsénico que mataría a una persona.
El lago Mono es famoso por siendo un ecosistema limitado en términos de animales. . . así que es genial que hayan logrado demostrar que hay un montón de especies de nematodos viviendo allí, así como camarones y moscas. Expande considerablemente todo el ecosistema, dice Lucy Stewart, microbióloga de GNS Science en Nueva Zelanda que no participó en el estudio.
Es un recordatorio de que definimos extremófilo por nuestra propia experiencia, y en realidad, esa es una definición bastante estrecha.
Lucy Stewart, GNS Science
En su mayor parte, Caltechs Paul Sternberg y su grupo se centran en los genomas de los nematodos y cómo influyen en el desarrollo, el comportamiento y la fisiología de los animales. . Pero uno de los pasatiempos de los investigadores en su laboratorio es buscar nematodos en lugares que otros han pasado por alto. Se trata sólo de la conciencia, dice. Mono Lake es un entorno extremo, y los miembros del laboratorio se preguntaron si podrían encontrar gusanos que sobrevivieran a las duras condiciones.
El entonces postdoctorado Amir Sapir, ahora profesor en la Universidad de Haifa-Oranim en Israel, y otros Los colegas del laboratorio de Sternberg realizaron un viaje de recolección al lago en 2016. Usaron palas para recoger tierra en las áreas secas que rodean el lago, de sedimentos dentro del lago y en la zona de marea en el borde de los lagos. No tuvieron que tomar precauciones adicionales porque la exposición limitada al agua de los lagos es segura para los humanos, explica James Lee, ahora un postdoctorado en la Universidad Rockefeller. El equipo encontró nematodos vivos en tres sitios repartidos por Mono Lake, luego regresó el verano siguiente y aisló animales vivos nuevamente, lo que indica que hay una población regular de nematodos allí.
De las ocho especies de gusanos, el recolectados por los investigadores, tres ya estaban descritos genéticamente y cinco no habían sido secuenciados antes. Con base en las estructuras de las bocas de los animales, el equipo predijo que los nematodos del lago Mono usan una variedad de estrategias para obtener alimento, incluido el pastoreo de microbios, la depredación de otros animales y el parasitismo de los huéspedes.
Ocho nematodos aislados de Mono Lakesternberg laboratorio
Sternberg, Sapir, Lee y sus colegas pudieron cultivar fácilmente una de las especies aisladas en el laboratorio. Determinaron que los animales podían sobrevivir a concentraciones de arsénico 500 veces más altas que las personas puede, gracias al menos en parte a una mutación en el gen dbt-1, que está involucrado en el metabolismo de los aminoácidos. Una mirada a otras tres especies de Auanema que se habían aislado previamente de ambientes mucho menos hostiles mostró que también portan la mutación, al igual que una cepa hawaiana del popular nematodo modelo Caenorhabditis elegans.  ;La mutación en dbt-1 probablemente no sea lo único que contribuya a la resistencia al arsénico, sin embargo, porque las especies Auanema sobreviven mejor en arsénico que cualquier cepa de C. elegans.
Es genial encontrar otro lugar donde haya muchos nematodos y no mucho más, dice Tullis Onstott, un geocientífico de la Universidad de Princeton que ha publicado previamente evidencia de nematodos que viven kilómetros por debajo de la superficie terrestre y no participó en el estudio. Una pregunta abierta, dice, es si este cambio en el metabolismo de los aminoácidos confiere o no alguna otra ventaja a esta especie de nematodo en particular que no tiene ninguna relación con el arsénico.
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La resistencia al arsénico es algo que podemos estudiar en el laboratorio, pero tal vez esa no sea la parte más interesante de la historia, está de acuerdo Sternberg. En el futuro, los investigadores, incluido Andre Pires da Silva de la Universidad de Warwick en el Reino Unido, que estudia la especie no extremófila Auanema , podrían comparar los gusanos de todo el género para rastrear los cambios que hizo que las especies de Mono Lake fueran tan tolerantes a estas condiciones. Lo más importante es que existe esta diversidad de vida en ambientes extremos que simplemente no hemos apreciado antes, agrega Sternberg.
El estudio plantea una pregunta más amplia para Stewart: ¿qué define a un extremófilo? Descubrieron que estos organismos vivían en un ambiente muy extremo, pero algunos de sus parientes cercanos que no están aislados de ambientes extremos también son capaces de resistir algunas condiciones extremas, dice ella. Entonces, ¿un extremófilo es algo que solo puede vivir en un ambiente muy extremo o algo que puede vivir en ambientes extremos pero que no siempre se encuentra necesariamente allí? Es un recordatorio de que definimos extremófilo por nuestra propia experiencia, y esa es en realidad una definición bastante limitada.
P. Shih et al., Los nematodos recién identificados del lago Mono exhiben una resistencia extrema al arsénico, Current Biology, doi :10.1016/j.cub.2019.08.024, 2019.
Abby Olena es una periodista independiente que vive en Carolina del Norte. Encuéntrala en Twitter @abbyolena.