Las bacterias en nuestro entorno pueden ser difíciles de estudiar: son pequeñas y a menudo viven en condiciones difíciles de recrear en el laboratorio, por ejemplo, en las profundidades del mar o como simbiontes en un huésped animal o ambos, como las bacterias simbióticas en elestudio actual. Las investigaciones del genoma bacteriano nos dicen de lo que los microbios son teóricamente capaces. Sin embargo, lo que realmente hacen no se revela. Por lo tanto, los científicos estudian el llamado metaboloma de la bacteria: comprende cada metabolito que producen las célulaso consumir, por ejemplo, proteínas, azúcares o grasas.
Un equipo de investigadores alrededor de Benedikt Geier y Manuel Liebeke del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen ha desarrollado un método para identificar bacterias individuales y al mismo tiempo determinar qué metabolitos están presentes en las células. Con el nuevo método,investigar cómo viven y sobreviven las bacterias como inquilinos simbióticos en mejillones de aguas profundas. Liebeke y su grupo analizaron cientos de productos metabólicos en un área de menos de un milímetro cuadrado. Esto les permite comprender cómo viven y se comunican los microbios simbióticos en su huésped ".Prácticamente tomamos una instantánea de las bacterias en el trabajo, tal como funciona en su entorno natural, aquí dentro de una sola célula animal ", dice Liebeke." Y podemos hacerlo con una resolución impresionante de unos pocos micrómetros, unas diez veces más delgadas.que un cabello humano ".
congelado para la mejor instantánea: ¡no solo lo que está sucediendo, sino también quién está involucrado!
"Para nuestros análisis, usamos tejido de mejillón que se ha congelado rápidamente y, por lo tanto, se puede cortar en rodajas finas", explica Benedikt Geier. "De estas rodajas, tomamos una instantánea de los compuestos químicos de las células usandouna técnica especial de espectrometría de masas llamada imagen MALDI-MS. Al analizar esta instantánea en detalle, podemos distinguir muchos metabolitos diferentes en un área muy pequeña ". Proporcionan información sobre qué metabolitos usan las bacterias para qué propósito y cómo conviven con ellos.Además de MALDI-MSI en el Instituto Max Planck en Bremen, Liebeke y su equipo utilizaron un nuevo prototipo de imágenes de MS en la Universidad Justus Liebig en Gießen en estrecha cooperación con el Profesor Spengler, lo que permitió una visión particularmente de alta resolución..
Las conclusiones correctas de las imágenes de los metabolitos solo son posibles si también sabemos quién las produce o las usa. "Hasta la fecha, solo hemos podido medir los metabolitos", explica Geier, "pero no sabíamos si alguna bacteriaestaban involucrados y, de ser así, cuáles ". Para resolver este problema, los investigadores agregaron una segunda técnica, la llamada hibridación fluorescente in situ, o FISH, para identificar células bacterianas individuales en la misma muestra". La combinación con FISHfue la clave para interpretar las imágenes MALDI-MS de alta resolución de una manera significativa y correlacionarlas con las bacterias en el tejido del mejillón ".
Desde las profundidades del mar, ahora en cámara
Para el presente estudio, Geier y sus colegas utilizaron muestras de fumadores negros en las profundidades del mar, chimeneas imponentes donde el agua caliente y rica en minerales brota del fondo marino. Los animales y las bacterias solo pueden sobrevivir allí en una comunidad simbiótica. Geier investigaLa coexistencia de bacterias y mejillones, en particular la estrecha vinculación de su metabolismo, como parte de su tesis doctoral. Con el nuevo método, pudo demostrar que la composición de los lípidos en el mejillón difiere significativamente en las regiones del cuerpo con y sininquilinos bacterianos ". Hasta ahora, no pudimos obtener información sobre la homogeneización de las muestras, eso es prácticamente una mezcla, antes del análisis", explica Geier. "Además, el hecho de que nuestro método funciona en muestras procedentes directamente del medio ambiente yno del laboratorio subraya su gran potencial ", continúa.
Todas las plantas y animales, así como nosotros los humanos, vivimos en asociación con microorganismos, compartiendo metabolitos a través de interacciones cercanas ". La aplicación de este método en otras interacciones huésped-microbio permitirá muchas nuevas y emocionantes ideas sobre la vida secreta de los microbios. Tengo curiosidadpara ver si podemos usar este enfoque de imágenes para analizar la química compartida entre microbios y órganos en animales enteros. ¡Todavía hay mucho por descubrir! "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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