Se sabe desde hace bastante tiempo que las bacterias genéticamente modificadas, que han perdido su capacidad de producir ciertos aminoácidos y recuperar estos nutrientes de su entorno, crecen mejor que las bacterias, que producen todos los nutrientes. Esto llevó a Christian Kost, líder deel estudio y ahora profesor en la Universidad de Osnabrück, para preguntar si la selección natural favorecería la pérdida de habilidades, haciendo que las bacterias sean más dependientes de su entorno. Para descubrirlo, Kost y su estudiante de doctorado Glen D'Souza cultivaron la bacteria intestinal Escherichia coli bacterias durante varias generaciones en condiciones nutritivas óptimas. El cultivo se transfirió regularmente a una solución nutritiva fresca, y durante algunas de estas transferencias, se tomó una muestra para examinar las capacidades y genes bacterianos.
Los resultados confirmaron la suposición: una fracción de bacterias que originalmente habían sido autónomas perdieron su capacidad de producir metabolitos, como aminoácidos; se habían vuelto dependientes de su entorno enriquecido con estos nutrientes ". Para nuestra sorpresa, encontramosresultados similares cuando no se agregaron nutrientes al medio de cultivo ", explicó Glen D'Souza, el primer autor del estudio." Las bacterias se dividieron en dos grupos: un grupo aún era independiente, mientras que el otro grupo se había vuelto dependiente deestas bacterias autónomas, que todavía producían nutrientes por sí mismas ".
Se ha observado una pérdida similar de rasgos no solo en bacterias, sino también en otros grupos de organismos. Muchos animales, incluidos los humanos, no pueden producir vitaminas por sí mismos; dependen de sus alimentos o de bacterias productoras de vitaminas ensu intestino. Muchos patógenos necesitan sustancias producidas por sus huéspedes para proliferar. Hasta ahora, no estaba claro por qué los organismos cederían su autonomía y se volverían dependientes de otros. Este estudio ahora muestra que la pérdida de capacidades puede ser evolutivamente ventajosa y beneficiosa.por lo tanto, impulsar la adaptación.
"Hubo otros resultados que no esperábamos en absoluto: cuando estudiamos el genoma de las bacterias dependientes, encontramos mutación no solo en los genes que están directamente involucrados en la biosíntesis de aminoácidos, sino también en los genes que regulan las proteínasque están involucrados en la activación o inhibición de procesos metabólicos ", informa Christian Kost. Esto significa que la adaptación de una población bacteriana se puede lograr de diferentes maneras. En el estudio actual, esta adaptación se produjo solo en una dirección: un grupo de bacterias se volvió dependientePor otro lado, sin embargo, los investigadores están convencidos de que un período de prueba más largo podría haber resultado en dependencias mutuas y más complejas. Por lo tanto, planean extender la duración de su experimento. La selección natural depende no solo de la dotación genética de una población, pero también en su tamaño. Dependiendo de su estilo de vida, las poblaciones bacterianas naturales difieren considerablemente en tamaño. Por lo tanto, los científicos quieren descubrir cómoEl tamaño de las poblaciones bacterianas afecta el desarrollo de dependencias y los cambios en los genomas bacterianos.
Un problema importante en la investigación biológica es que la mayoría de las bacterias no se pueden cultivar en condiciones de laboratorio. Los resultados del nuevo estudio pueden explicar por qué este es el caso: las poblaciones bacterianas evolucionan rápidamente las dependencias metabólicas en su entorno al perder los genes biosintéticos correspondientes. MetagenómicaLos análisis de muestras ambientales, que incluyen las interacciones ecológicas de las comunidades microbianas con sus entornos naturales, pueden ayudar a resolver este problema.
Los resultados experimentales también son relevantes en contextos más aplicados: después de todo, las comunidades bacterianas juegan un papel importante en la salud de plantas, animales y humanos. Cooperación metabólica, es decir, la cuestión de cómo las bacterias contribuyen al intercambio de bacterias.metabolitos: podrían convertirse en un factor decisivo cuando se seleccionan comunidades bacterianas para su aplicación en la agricultura o la atención médica con el fin de apoyar el crecimiento o la defensa contra los patógenos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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