El recubrimiento de percebes y otros crecimientos a lo largo de los fondos de las embarcaciones es más que una simple monstruosidad. La bioincrustación, como se sabe, ralentiza las embarcaciones e impide la preparación para la respuesta de emergencia y las embarcaciones militares.
"La bioincrustación es un problema económico", dijo el biólogo Nick Shikuma de la Universidad Estatal de San Diego.
Un nuevo estudio realizado por Shikuma identifica los pasos clave de desarrollo que estos organismos transmitidos por el agua deben tomar para metamorfosearse de su estado larval a adulto. Comprender este proceso podría conducir a nuevas tecnologías para evitar que los organismos se adhieran a los barcos en primer lugar.
Shikuma estudia los ciclos de vida de las criaturas marinas como percebes, chorros de mar, erizos y gusanos tubulares. Una característica única de estos organismos es su dependencia de una señal bacteriana presente en el medio ambiente para desencadenar la metamorfosis. Las bacterias específicas con las que interactúan son muy pequeñas,apéndices en forma de lanza que se disparan hacia las células de los organismos marinos y estimulan su metamorfosis. Es durante esta etapa metamórfica que los organismos se asientan en una superficie como el fondo de un barco.
"Se sabe que la metamorfosis inducida por bacterias ocurre durante casi un siglo, pero nadie sabe cómo funciona", dice Shikuma, miembro del Instituto de Información Viral de SDSU.
esperando aprender más, él y sus colegas secuenciaron el genoma del gusano tubular Hydroides elegans , un delincuente biofouling frecuente que deja tubos de carbonato de calcio que se adhieren a los botes. Para ver qué genes estaban activos durante la metamorfosis, introdujo Shikuma P. luteoviolacea bacterias a los gusanos tubulares para iniciar su metamorfosis y luego analizaron la expresión génica de los gusanos en diferentes etapas de su desarrollo.
El equipo descubrió que una cadena particular de proteínas conocida como la ruta de señalización MAPK se activa durante la metamorfosis. ¿Las bacterias estimularon los genes responsables de este proceso? Para averiguarlo, los investigadores repitieron el experimento utilizando versiones genéticamente modificadas P. luteoviolacea , algunos con apéndices de lanza que funcionan y otros que funcionan mal.
Cuando los gusanos tubulares larvales se expusieron a las bacterias con lanzas que funcionaban mal, sus vías MAPK mostraron menos activación. Las larvas comenzaron las etapas iniciales de su metamorfosis pero no pudieron completar el proceso, volviendo finalmente a un estado larval.
En otras palabras, parece necesaria una interacción normal entre las lanzas de las bacterias y la vía MAPK del gusano de tubo para que los gusanos de tubo alcancen con éxito su etapa adulta. Los investigadores recibieron fondos de la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos para el trabajo y publicaron sus hallazgos en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Shikuma sospecha que organismos similares como los percebes y los erizos pueden depender de la misma interacción con las bacterias para completar sus ciclos de vida. Si es así, algún día los investigadores podrán desarrollar un recubrimiento de barco con propiedades biológicas que inhiban la señal de metamorfosis de las bacterias o los organismos 'Vías MAPK. Otras aplicaciones potenciales incluyen ayudar a la cría de animales marinos para la acuicultura o estimular el crecimiento de los arrecifes de coral en áreas diezmadas por la pérdida de arrecifes.
En una escala más amplia, los hallazgos de Shikuma dilucidan las interacciones complejas, complejas y en gran parte poco estudiadas entre animales y bacterias. Probablemente hay muchos otros procesos de desarrollo y efectos sobre la salud influenciados por estas interacciones, tanto en humanos como en otros animales, que han tenidoaún por descubrir
"Los gusanos de tubo sirven como un organismo modelo para comprender cómo las bacterias pueden orquestar el desarrollo dramático de los animales", dijo Shikuma. "Se desconoce en gran medida cómo la interacción entre bacterias y animales conduce al desarrollo, la salud y el bienestar normales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de San Diego . Original escrito por Michael Price. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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