Estrategias microbianas para sobrevivir
(NC&T) Cuando los humanos se reúnen en comunidades, se especializan y se adaptan. Los granjeros producen alimentos según el clima del área y el suelo.
Los constructores diseñan y construyen estructuras que mantienen a sus habitantes calientes en invierno y frescos en verano. Los médicos atienden a los enfermos. Los policías y los bomberos protegen al público.
Las comunidades de microorganismos exhiben un comportamiento muy similar, especializándose y cooperando en formas que les permiten adaptarse a condiciones extremas de temperatura, acidez, toxicidad y presión.
Científicos de los laboratorios de Lawrence Livermore y Oak Ridge, la Universidad de California en Berkeley, y la Universidad Xavier en Nueva Orleans, han identificado más de 2.000 proteínas producidas por cinco especies cruciales en una comunidad de microorganismos que prospera en un entorno natural extremo. Más de 500 proteínas (cadenas de aminoácidos conectados en un orden especificado por el ADN) parecen ser exclusivas de la comunidad, que se desarrolla en condiciones calientes y muy ácidas en una mina abandonada en Iron Mountain, California.
 | | La biopelícula sobre el agua en la mina de Richmond. (Foto: Rudy Carver /UC Berkeley) |
"Éste es el primer esfuerzo importante que se hace por recolectar la información genética expresada dentro de una comunidad natural", recalca Michael Thelen, bioquímico de proteínas en el laboratorio Lawrence Livermore. "Una de las cosas más interesantes es que hemos encontrado un gran número de proteínas que no se parecen a ninguna otra conocida. Muchas son enzimas que mantienen la estructura correcta de otras proteínas expuestas al ambiente extraordinariamente hostil".
La comunidad microbiana de Mountain Iron, que consta de bacterias y arqueas, ha sido estudiada durante nueve años por el equipo de investigación encabezado por Jill Banfield, profesora de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Universidad de California en Berkeley.
Los microorganismos, conocidos como "extremófilos" por su afinidad a los ambientes extremos, crecen como una biopelícula en la Mina Richmond en California. La compleja interacción de microbios, agua y mineral expuesto en la mina, ha generado niveles peligrosamente altos de ácido sulfúrico y metales pesados tóxicos, lo que se conoce como desagüe ácido de la mina.
Los microbios están densamente apiñados en una biopelícula rosada, de algunos milímetros de espesor, flotando sobre el agua de la mina. La biopelícula es un sistema de recursos propios, que usa el carbono y el nitrógeno de la atmósfera dentro de la mina, obteniendo energía del hierro lixiviado por la roca de sulfuro de hierro, que se conoce como pirita u "oro de los tontos".
Los investigadores usaron una técnica analítica llamada espectrometría de masas para identificar las proteínas presentes en la biopelícula, correlacionándolas con los genes de cada uno de los principales organismos identificados. Encontraron que muchas funciones de la comunidad, como la fijación de nitrógeno, son manipuladas por microbios especializados.
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