Hasta en las bacterias la muerte de un familiar tiene consecuencias

Las muerte de los parientes cercanos tiene un curioso efecto sobre la bacteria Caulobacter crescentus. Las células sobrevivientes pierden su rigidez.
Científicos estadounidenses han descubierto que la exposición al ADN extracelular (eDNA) como consecuencia de la muerte celular detiene la capacidad de adhesión de las células que permanecen vivas. Esto evita que las células se unan a las biopelículas bacterianas donde hay bacterias muertas. Es decir, las células se vuelven más pegajosas y por lo tanto más propensos a escapar de la colonia adonde las condiciones pueden ser mejores.
 
El inofensivo Caulobacter viven en lugares muy pobres en nutrientes, por ejemplo en ambientes acuáticos como lagos, ríos, e incluso el agua del grifo. Al igual que muchas otras bacterias, las biopelículas de Caulobacter forma agrupaciones de células en una matriz pegajosa producida por las propias bacterias. Las bacterias en biopelículas son más resistentes a los depredadores y los antibióticos, y se ven menos afectadas por el estrés ambiental. Sin embargo, si las condiciones ambientales empeoran, quedarse atrapado en la biopelícula puede ser una desventaja para las bacterias que la forman.
 
Esto presenta un problema especial para Caulobacter. En 2006, el microbiólogo Yves Brun, investigador principal del proyecto, y sus colegas de la Universidad Brown demostraron que el pegamento de azúcar y proteínas que las bacterias utilizan como matriz de la biopelícula es el más fuerte pegamento conocido en la naturaleza. Una vez que una célula se une a la colectiva, queda atrapada ahí.
 
Caulobacter resuelve el problema de quedarse atascado en condiciones de pobreza mediante la producción de un clon de sí mismo a través de la replicación celular. La célula madre heroicamente se queda atrás. Sin embargo, la célula hija, llamada Enjambre comienza su vida con un flagelo, que le permiten moverse a través del agua. La hija tiene la opción de la natación para distanciarse de su madre y sus parientes en la biopelícula, o de establecerse en el biofilm mismo donde nació.
 
“Parece que un producto de la muerte celular puede ayudar a estas células a elegir en que entorno vivir y determinar si éste es un buen lugar para instalarse”, dijeron los autores
 
Como ocurre a menudo en la ciencia, el descubrimiento fue el resultado de la serendipia.
 
Primero vieron si las bacterias estaban produciendo algo que les permitía cambiar entre estos dos estados muy diferentes de la vida bacteriana, quedarse donde nacieron en la biopelícula o dispersarse para colonizar nuevas superficies. Encontramos que el DNA liberado por las células muertas, producto de la lisis, se vinculaba directamente al disco adhesivo de las células del recién nacido haciéndolo menos pegajoso. Es decir, es como tener una sustancia pegajosa en su yema del dedo y cubrirlo con polvo – una vez que el disco adhesivo está recubierta con el eDNA, no puede adherirse a una nueva superficie, por lo que la célula es más probable que nade en busca de otros nichos.
 
Los investigadores no saben con certeza si la conducta de escape de las células es el resultado de un accidente – un accidente feliz de que el disco de fijación y eDNA interactuan – o si la interacción representa un proceso activo que se ha modificado y ajustado a través de la selección natural. Independientemente, más células se mueren en peores ambientes, produciendo más eDNA, y estimulan más la dispersión de las nuevas células.
 
¿Qué mejor manera de detectar si el medio ambiente es malo para la especie que ser sensible a las muertes de sus parientes cercanos? En general, las biopelículas son buenas para las bacterias. Pero cuando sus hermanos empiezan a morir a tu alrededor, sabes que es hora de encontrar un lugar mejor para vivir “.
 
“¿Cómo Caulobacter discriminar entre sus hermanos de ADN de otro ADN en el medio ambiente?” Kysela preguntó. “Está claro que hay algo especial acerca del DNA de Caulobacter, ya que las células ignoran la natación con el ADN de especies no relacionadas. Todo lo que hemos visto hasta ahora indica que hay algo en la secuencia particular del ADN de Caulobacter que es responsable, pero aún estamos descubriéndolo.
 
Una gran cantidad de especies bacterianas alternan sus vidas entre las biopelículas y la vida libre. Será interesante ver si estas especies también responde a su propio ADN.
 
Referencia
Cécile Berne, David T. Kysela, Yves V. Brun. A bacterial extracellular DNA inhibits settling of motile progeny cells within a biofilm. Molecular Microbiology, 2010; DOI:10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x

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