Si las algas verdes de la especie Chlamydomonas reinhardtii se encuentran con la bacteria Pseudomonas protegens, su destino está sellado. La bacteria, que mide solo unos dos micrómetros, rodea a las algas, que son aproximadamente cinco veces más grandes, y las ataca con un cóctel tóxico mortal.las algas pierden sus flagelos, lo que las vuelve inmóviles. Los organismos unicelulares verdes se deforman y ya no pueden proliferar. El mecanismo químico que subyace a este ataque extremadamente efectivo ahora ha sido descubierto por botánicos y químicos de productos naturales en la Universidad Friedrich Schiller,Jena FSU y el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones - Instituto Hans Knöll HKI.
Es un espectáculo horrible que se encuentra con los ojos de Prasad Aiyar mientras mira por el microscopio. El candidato a doctorado de la India, que vino a Jena para hacer su maestría en Ciencias de la Vida Molecular, examina la especie Chlamydomonas reinhardtii en un portaobjetos de microscopio.Las microalgas de forma ovalada, de un buen tamaño de 10 micrómetros, tienen dos flagelos con los que nadan ocupadamente, es decir, hasta que Prasad Aiyar usa una pipeta para agregar una gota de una solución bacteriana. Las bacterias aún más pequeñas se juntan enenjambres, que rodean las algas. Solo 90 segundos después, las algas están inmóviles y cuando uno mira más de cerca, se puede ver que sus flagelos se han caído.
Los investigadores de Jena han descubierto por qué estas bacterias tienen un efecto tan devastador en las algas verdes. Parece que una sustancia química juega un papel central en el proceso, ya que los equipos bajo la Prof. Maria Mittag y el Dr. Severin Sasso de la FSU,y el profesor Christian Hertweck del Instituto Leibniz para la Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones - Instituto Hans Knöll HKI - informe en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza .
Orfamida A, como se llama la sustancia, es un lipopéptido cíclico que liberan las bacterias, junto con otros compuestos químicos. "Nuestros resultados indican que la orfamida A afecta los canales en la membrana celular, lo que conduce a la apertura de estos canales", explica el Dr.Severin Sasso. "Esto conduce a una afluencia de iones de calcio desde el medio ambiente al interior celular de las algas", agrega el jefe del Grupo de Investigación de Botánica Molecular. Un cambio rápido en la concentración de iones de calcio es una señal de alarma común para muchostipos de células, que regulan una gran cantidad de vías metabólicas ". Para poder observar el cambio en el nivel de calcio en la célula, introdujimos el gen de una fotoproteína en las algas verdes, lo que causa bioluminiscencia si aumenta el nivel de calcio.Esto nos permite medir la cantidad de calcio con la ayuda de la luminiscencia ", explica el profesor Mittag, profesor de botánica general. En algunos casos, los cambios en el calcio conducen a cambios en la dirección de moVement, por ejemplo, después de la percepción de la luz.En otros casos, por ejemplo, después del ataque bacteriano, causan la pérdida de los flagelos.
Investigando el "lenguaje químico"
Además, los equipos pudieron demostrar que las bacterias pueden aprovechar las algas y usarlas como fuente de nutrientes si carecen de nutrientes ". Tenemos evidencia de que otras sustancias del cóctel tóxico liberado por las bacterias también juegan un papelpapel en esto ", dice Maria Mittag. Su equipo, una vez más en cooperación con los equipos del Prof. Hertweck y el Dr. Sasso, ahora también quiere rastrear estas sustancias, con el fin de obtener una comprensión precisa de esta comunicación química entre algas ybacterias
Numerosos grupos de investigación han dedicado sus esfuerzos al estudio del "lenguaje químico" entre los microorganismos y su entorno como parte del Centro de Investigación Colaborativa "ChemBioSys". Las comunidades de especies microbianas se encuentran en prácticamente todos los hábitats de la Tierra ". En estas comunidades, tanto losla composición de especies y las interrelaciones entre organismos individuales de una o más especies están reguladas por mediadores químicos ", dice el profesor Hertweck, quien es el orador del Centro de Investigación Colaborativa y jefe del departamento de Química Biomolecular en HKI.
El objetivo de la asociación de investigación interdisciplinaria es explicar los mecanismos de control fundamentales en los biosistemas complejos, que afectan a toda la vida en la Tierra. "Queremos entender los mecanismos a través de los cuales se forman las estructuras de la comunidad microbiana y se mantiene su diversidad".Son importantes, porque los elementos esenciales de la vida, especialmente para los seres humanos, dependen de ellos, por ejemplo, la comida o el aire.
Esto también es cierto para las microalgas como Chlamydomonas reinhardtii. Tales microorganismos fotosintéticos fitoplancton contribuyen en aproximadamente un 50 por ciento a la fijación del dióxido de carbono del gas de efecto invernadero y, como subproducto de la fotosíntesis, suministran el oxígeno que esesencial para nuestra supervivencia. Además, las microalgas, que se encuentran en el agua dulce, los suelos húmedos o los mares y océanos del mundo, representan una base importante para las cadenas alimentarias, especialmente en los sistemas acuáticos. Por ejemplo, el zooplancton en los océanos se alimenta de las algasy juntos proporcionan alimento para los crustáceos, que a su vez son comidos por los peces, antes de que estos sean comidos por peces más grandes o capturados por los humanos ". En vista de la gran importancia de las microalgas para la vida humana, todavía sabemos sorprendentemente poco acerca de los elementos fundamentales.y las interacciones en su mundo microscópico ", dice el profesor Mittag.
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Materiales proporcionado por Universidad Friedrich Schiller Jena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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