La «vida sexual» secreta de las bacterias

Durante mucho tiempo se ha venido creyendo que las bacterias, debido a sus singulares mecanismos de intercambio genético y al enorme tamaño de sus poblaciones globales, no forman ni pueden formar especies distintas mediante mecanismos análogos a los que emplean para ello los animales y los vegetales.

Ahora, un nuevo estudio demuestra que la regulación del proceso de creación y mantenimiento de las especies como tales tiene, en las bacterias, muchas características que recuerdan a las propias de los mecanismos sexuales presentes en animales y vegetales.

El estudio lo ha realizado un equipo internacional integrado, entre otros, por Roth Conrad y Kostas Konstantinidis, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en Estados Unidos, así como Ramon Rossello Mora y Tomeu Viver, del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) en Mallorca, una de las islas Baleares, de España.

Se cree que las bacterias y otros microbios evolucionan principalmente a través de la fisión binaria, es decir, la reproducción asexual, aunque también participan en un intercambio genético poco frecuente. Utilizando un novedoso método bioinformático para detectar la transferencia de genes, así como nuevos datos de genomas completos, los autores del nuevo estudio han constatado que las bacterias evolucionan y forman especies de forma más “sexual” de lo que se pensaba.

Para investigar cómo las especies microbianas mantienen sus identidades diferenciadas, el equipo analizó los genomas completos de microbios de dos poblaciones naturales. Recogieron y secuenciaron más de 100 cepas de Salinibacter ruber (un microbio amante de la sal) en España. A continuación, analizaron un conjunto de genomas de Escherichia coli aislados de explotaciones ganaderas del Reino Unido y publicados anteriormente.

Bacterias de la especie Salinibacter ruber (en verde) bajo el microscopio. Otros colores indican organismos diferentes. (Foto: Tomeu Viver)

Los autores del nuevo estudio descubrieron que un proceso denominado “recombinación homóloga” desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la cohesión de las especies microbianas. La recombinación homóloga se produce cuando los microbios intercambian ADN entre sí e integran el nuevo ADN en su genoma sustituyendo su propio ADN similar. Observaron que la recombinación se produce con frecuencia y al azar en todo el genoma de los microbios, y no solo en unas pocas regiones específicas.

“Esto puede ser fundamentalmente diferente de la reproducción sexual en animales, plantas, hongos y organismos no bacterianos, donde el ADN se intercambia durante la meiosis, pero el resultado en términos de cohesión de las especies puede ser similar”, argumenta Konstantinidis. “Este intercambio constante de material genético actúa como fuerza de cohesión, manteniendo similares a los miembros de una misma especie”.

Los investigadores también observaron que es más probable que los miembros de una misma especie intercambien ADN entre sí que con miembros de especies diferentes, lo que contribuye aún más a la delimitación de las especies.

Lo descubierto en este estudio será útil para la medicina y también para otros campos.

El estudio se titula “Microbial species and intraspecies units exist and are maintained by ecological cohesiveness coupled to high homologous recombination”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications. (Fuente: NCYT de Amazings)