Vamos a nadar al lago… ¿de brea?

Bueno, tal vez no es tan buena idea ir a nadar a este lago debido a su toxicidad, pero sí es muy buena idea hablar del mismo. Este lago de brea se encuentra en Trinidad y Tobago y es un depósito de asfalto natural, alimentado por filtraciones de un tipo de petróleo compuesto principalmente por aslfaltenos. Durante la filtración, este compuesto se mezcla con lodo y gases a alta presión, haciendo que la porción se evapore y se produzca un residuo de asfalto líquido caracterizado por una baja actividad de agua, sustratos recalcitrantes de carbono y compuestos químicos nocivos que le confieren su alta toxicidad (Schulze et. al, 2011).

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Esta semana, nuestro blog no está dedicado directamente a un extremófilo en especial, sino a toda una comunidad única de ellos que se encuentran en este lago, ya que se ha determinado que existen varias bacterias y arqueas, pero muchos de estos microorganismos no se encuentran en otro lugar, ni siquiera a los que se han encontrado en el Rancho La Brea tar pits en Los Ángeles, California, lugar donde también se encuentran depósitos naturales de asfalto, por lo que no se sabe mucho de ellos más que parte de su metabolismo y actividades, como el ambiente en el que viven. Varios científicos han sugerido que es lo más parecido en la Tierra al tipo de lagos de hidrocarburos que podemos ver en la luna de Saturno Titán (UCR, 2007).

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El lago de brea, estudiado por Schulze de la Universidad estatal de Washington, muestra una comunidad microbiana activa con un total de biomasa de 1×107 células por gramo, que habitan en la matriz abundante de hidrocarburos líquidos del lago. Entre los diversos microorganismos han encontrado una ramificación de linajes microbianos con potencial para mediar procesos de degradación anaeróbica de hidrocarburos, metabolismos que incluyen el metano y etanol y secuencias de genes específicos en bacterias facultativas con azufre- oxidante y nitrito oxidante anaerobias obligadas (Schulze et. al, 2011). Este descubrimiento fue de vital importancia ya que según Kim y Crowley, (2007) este asfalto es un ambiente hostil, caliente y con químicos tóxicos que podrían hacerlo inhabitable para cualquier organismo en el planeta.

También hay evidencia de que el agua líquida no puede ser tan importante como todo el mundo ha asumido. Schulze- Makuch apunta a evidencia reciente de que algunos microorganismos pueden hacer agua propia procesando diversos hidrocarburos. Sin embargo, aún no está claro qué cantidad de agua requiren. Aunque hay muy poca agua aquí, es muy posible que los organismos se limiten a regiones en las que el contenido de agua es un poco mayor para su beneficio, como ocurre con las colonias de lagos y glaciares congelados.

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El descubrimiento de la vida en los pozos de asfalto proporciona una vía para futuros estudios de la evolución de las enzimas y las vías catabólicas de bacterias que han estado expuestas a los complejos de hidrocarburos durante milenios. Estas bacterias y sus enzimas tienen aplicación potencial de biorremediación (limpieza de derrames de petróleo), tratamientos médicos (nuevos medicamentos), energías alternativas (biocombustibles), la recuperación mejorada de petróleo, y las aplicaciones industriales (productos bioquímicos y biotecnológicos) (Kim y Crowley, 2007). Estos resultados abren una ventana a la ecología microbiana y biogeoquímica de las matrices de hidrocarburos recalcitrantes y establecer el sitio como un análogo terrestre para modelar el potencial biótico de los lagos de hidrocarburos, tales como las que se encuentran en la mayor luna de Saturno, Titán (Schulze et. al, 2011).

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AG, VS, AM, MA

Schulze – Makuch, D. et al. 2011. Microbial life in a liquid asphalt desert. Astrobiology. 11(3): 241 – 58 pp.

Kim, J. y D. Crowley. 2007. Microbial Diversity in Natural Asphalts of the Rancho La Brea Tar Pits. American Society for microbiology. 73(14): 4579 – 4591 pp.

UCriverside. 2007. New Petroleum Degrading Bacteria Found. University of Californa Riverside. UCR Newsroom. 4 pp.

El faraón consentido de Cleopatra

El faraón consentido de Cleopatra

 

Se cuenta la historia de que Cleopatra, la bella reina del Antiguo Egipto, tenía un faraón preferido. Sin embargo, no se trata de un faraón común, sino de uno totalmente diferente al resto. Hablamos nada más y nada menos que de Natronomonas pharaonis.

Pero, ¿quién es este misterioso pero extremo faraón? N. pharaonis es una bacteria perteneciente al Dominio Archaea y se encuentra clasificado en el orden Halobacteriales dentro de la familia Halobacteriacea (Ver Figura 1). Lo que lo hace tan increíble, es que éste es un microorganismo poliextremófilo (Cao, et al., 2008).

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Foto en: http://www.biochem.mpg.de/522660/Org_Napha

Figura 1. Micrografía electrónica de N. pharaonis

Esta bacteria fue descubierta en unos lagos alcalinos presentes en Egipto (de ahí su nombre) y en Kenia (Ver Figura 2). En estos lagos, N. pharaonis se encuentra expuesta a dos formas de estrés de manera simultánea: a condiciones hipersalinas y a un pH alto. Se logró determinar que las condiciones óptimas para que esta increíble bacteria crezca consisten en la presencia de 3.5 M de cloro y un pH de 8.5, aunque es capaz de sobrevivir a un pH 11 (Cao, et al., 2008; Soliman y Truper, 1982).

Además de esto, en estos lagos alcalinos existe una baja concentración de magnesio y calcio, mientras que el carbonato y el cloro se encuentran en altas concentraciones (Soliman, G. y H. Truper. 1982). Debido a esto, N. pharaonis desarrolló la capacidad de crecer con una única fuente de carbono, ya sea piruvato, glutamato o acetato (Horikoshi, 1999).

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Foto en: http://www.biochem.mpg.de/522660/Org_Napha

Figura 2. Lago alcalófilo en Egipto.

Sin embargo, ¿Cómo logra sobrevivir a tan extremas condiciones? En primer lugar, posee una especie de envoltura celular que lo protege de las condiciones alcalinas del ambiente. Así mismo poseen polímeros “ácidos” que ayudan en la absorción de sodio y protones pero repelen a los iones hidroxilo. Además, posee enzimas que lo ayudan a sobrevivir en estas condiciones, tales como proteasas alcalinas, amilasas y celulasas y también presenta actividad proteolítica extracelular (Falb, et al., 2005; Skulachev, et al., 1999; Horikoshi, 1999). Un aspecto muy interesante de N. pharaonis es el hecho de que es una bacteria móvil, y por lo tanto es capaz de moverse en busca de las condiciones óptimas para su crecimiento. Esta búsqueda se ve ayudada por la presencia de proteínas con funciones sensoriales (Lanyi, et al., 1990).

Todas estas características morfológicas y fisiológicas le permiten a N. pharaonis habitar en lugares tan extremos, muy parecidos a la lejía. Por esta razón, N. pharaonis fue el microorganismo elegido de esta semana y el faraón consentido de Cleopatra.

Literatura citada

  • Cao, Y.; Y. Liao; X. Xu; A. Oren y M. Wu. 2008. Aldehyde dehidrogenase of the haloalkaliphilic archaeon Natronomonas pharaonis and its function in ethanol metabolism. Extremophiles. Vol. 12: 849-854
  • Falb, M.; F. Pfeiffer; P. Palm; K. Rodewald; V. Hickmann; J. Tittor y D. Oesterhelt. 2005. Living with two extremes: conclusions from the genome sequence of Natronomonas pharaonis. Genome Research. Vol. 15: 1336-1343
  • haloalkaliphilic archaebacterium with low magnesium requirement. Zentralblatt Fur Bakteriologie Mikrobiologie Und Hygiene I Abteilung Originale C. Vol. 3: 318-329
  • Horikoshi, K. 1999. Alkaliphiles: Some applications of their products for biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63: 735-750
  • Lanyi, J.; A. Duschi; G. Hatfield; K. May y D. Oesterhelt. 1990. The primary structure of a halorhodopsin from Natronobacterium pharaonis. Structural, functional and evolutionary implications for bacterial rhodopsins and halorhodopsins. Journal of Biological Chemistry. Vol. 265: 1253-1260
  • Skulachev, V.; H. Kobayashi; T. Krulwich; G. Schafer; R. Fillingame; R. Poole; G. Cook; M. Dimroth; W. Konings y J. Stock. 1999. Bacterial energetic at high pH: What happens to the H+ cycle when the extracellular H+ concentration decreases? Bacterial Response to pH-Novartis Foundation Symposium. Vol. 221: 220-217
  • Soliman, G. y H. Truper. 1982. Halobacterium pharaonis sp. nov., a new, extremely haloalkaliphilic archaebacterium with low magnesium requirement

Por: MA, VS, AM, AG

ESA ROCA ESTÁ VIVA!!!!?

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Lo primero que nos imaginamos al escuchar la palabra “roca” es algo inerte, frío, seco, inmóvil… simplemente algo muerto! Pero qué pensarían si les digo que una roca puede llegar a ser un ecosistema lleno de vida? Aunque suene increíble, algunos microorganismos se instalan en el interior de las rocas y hacen de las ellas todo un ecosistema.

troll_endolith_website_figure-v2Foto en:  http://verenastarke.files.wordpress.com/2013/04/troll_endolith_website_figure-v2.jpg?w=584&h=438

Figura 1. Terrazas secas con material endolitico. a: dibujo esquemático, b,c: imágenes del área. d,e: imágenes ópticas y SEM de una muestra endolitica

Los organismos que viven en las pequeñas aberturas, poros y grietas de las rocas son conocidos como endolitos. Existen muchas especies de endolitos, incluyendo microorganismos de los reinos Bacteria, Archaea y Fungi. La mayoría de los microorganismos endolitos son autótrofos y también reciben el nombre de litoautótrofos. Esto significa que ellos fabrican sus propios compuestos orgánicos utilizando gas (CO2) y nutrientes disueltos en el agua que queda entre las grietas de las rocas. Otros endolitos utilizan compuestos inorgánicos que se encuentran en el sustrato de la roca y probablemente excretan ácidos para poder disolverla.

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Figura 2. Microorganismos (rojo) interconectados con los minerales de la roca (verde)

Según la relación que tengan con la roca y el lugar en el que se encuentren dentro de ella, los endolitos han sido clasificados en tres grupos. En primer lugar se encuentran los casmoendolitos, que viven en las pequeñas rajaduras y fisuras de las rocas. Otro tipo de endolitos son los euendolitos, los cuales se “entierran” dentro de la roca. Finalmente, se encuentran los criptoendolitos, los cuales habitan en los poros de las rocas.

Lo impresionante de vivir en una roca es que estos microorganismos tienen acceso mínimo a los pocos recursos disponibles al tratarse de un entorno de crudeza extrema. Además, hay que tomar en cuenta que las rocas están expuestas a la luz durante largos periodos de tiempo y presentan extremas fluctuaciones de temperatura lo que las hace parecer un ecosistema poco viable. Sin embargo, estos microorganismos utilizan ciertas estrategias para poder sobrevivir dentro de las rocas. Primero que nada, vivir en una roca puede ser una ventaja en ambientes muy fríos, ya que las rocas son muy eficaces absorbiendo toda la luz solar disponible por lo que su temperatura puede ascender por encima del punto de congelación del agua incluso cuando el aire del ambiente está a temperaturas por debajo del mismo. Otro requisito importante para cualquier organismo vivo es el agua. El hecho de que haya agua disponible en la roca es rarísimo, pero ésta puede filtrarse hasta el interior de la roca y el pequeño tamaño de los poros evita que salga. Por lo tanto, estos microorganismos aprovechan el agua que queda atrapada entre los pequeños poros de la roca.

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Fotos en: http://serc.carleton.edu/microbelife/extreme/endoliths/index.html

Figura 3. Roca de arena de la Antartida con un liquen criptoendolitico (izquierda) y diagrama de microbios alimentandose del basalto (derecha)

El caso más impresionante y extremo  es el de las algas fotosintéticas endolíticas, ya que a diferencia de otros microorganismos estas necesitan de luz para sobrevivir lo que implica que están más limitadas para vivir dentro de una roca. Al inicio, los ecosistemas donde la mayoría de los endolitos habían sido encontrados eran considerados inhabitables por las algas. Sin embargo, la mayoría de estas algas microscópicas viven cerca de la superficie donde todavía pueden recibir luz solar para realizar la fotosíntesis. Las algas endoliticas más reportadas son las cianobacterias del género Chroococcidiopsis, las cuales componen la mayoría de las comunidades endoliticas.

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Figura 4. Imagen de la cianobacteria del género Chroococcidiopsis

Finalmente, estos microorganismos endolitos son muy importantes en la astrobiología, ya que abren la posibilidad de la existencia de vida en otros planetas debido a su capacidad de habitar en condiciones extremas. Varios estudios han sugerido que estos endolitos podrían habitar en Europa (una de las lunas de Júpiter) e incluso, en los meteoritos. Por esta razón, estos impresionantes extremófilos son los ganadores del blog de esta semana.

POR: VS, MA, AG Y AM

Literatura citada:

Jakorsky, B. 2000. La búsqueda de vida en otros planetas. Ediciones AKAL. 352 pp.

Margulis, L., H. McKhann y L. Olendzenski. 1993. Illustrated Glossary of Protoctista. Jones & Bartlett Learning. 288 pp.

Seckbach, J. 1999. Enigmatic Microorganisms and life in extreme environments. Springer, Netherlands. 687 pp.

Bruckner, M. Microbial life: Endoliths, microbes living within rocks. Montana State University [en linea] En: http://serc.carleton.edu/microbelife/extreme/endoliths/index.html [con acceso el 18.10.2013]

El Bacilo del infierno

¿Se habrán imaginado alguna vez que existiera un ser vivo que pueda sobrevivir a miles de metros bajo tierra? ¿Creen que esto es realmente posible? ¿O eso será solo del diablo?Pues resulta que sí, y la prueba viviente de esta capacidad es la protagonista del blog de esta semana: Bacillus infernus.

Bacillus infernus es una bacteria gram positiva de aproximadamente 0.7×4μm, que al igual que otros pertenecientes a su género, posee forma de bacilo. Así mismo, estos carecen de flagelos y de motilidad. Si bien se conoce poco de este microorganismo, es probable que al igual que otras bacterias utilice endosporas como medio de protección (Boone et al, 1995).

 ImagenFigura 1: Micrografía electrónica de Bacillus infernus mostrando la morfología característica de las bacterias grampositivas (Boone et al, 1995).

Por otra parte, este microorganismo forma parte de los criptoendólitos, lo que significa que puede sobrevivir a muchísimos metros de profundidad bajo la tierra. Específicamente, B. infernus fue encontrado a 2,700m en la Cuenca de Taylorsville en Virginia, lugar que a su vez data del periodo triásico. De cualquier manera, la increíble profundidad en la que habita no es su única característica impresionante. Además de ser criptoendólito, también es poliextremófilo, lo que significa que resiste a varias condiciones extremas. Entre estas destacan sus capacidades termófilas, ya que puede vivir felizmente a 50°C, aunque algo interesante es que no pueden crecer bien a 40 o 65°C. Además, este también es halotolerante, pudiendo crecer eficientemente en presencia de hasta 0.6M de Na+. Y esto no es todo, ya que también puede sobrevivir a pH de 7.3-7.8, por lo que también es un poco alcalófilo, además de ser anaerobio estricto (Boone et al, 1995).

Por otra parte, estudios realizados sobre B. infernus demostraron que estos pueden crecer a través de la oxidación de metanoatos o lactato y reducción de MnO2, FeCl3, óxido de trimetil amina y nitratos. Sin embargo, estos no pudieron oxidar metanoatos y reducir sulfatos o tiosulfatos. Así mismo, estos son capaces de crecer en presencia de glucosa y fermentándola en acetato, lactato y butirato, aunque no pudieron crecer en otros carbohidratos como galactosa, manosa, xilosa, sacarosa, entre otros. De cualquier manera, cabe resaltar que todos estos experimentos fueron realizados en medios anaeróbicos, ya que en otros experimentos donde se agregaban pequeñas cantidades de aire, estos no fueron capaces de crecer exitosamente y el cultivo no era viable al cabo de un par de días (Boone et al, 1995).

Aunque uno de nuestros peores temores es terminar en el infierno. Esta bacteria hizo de las infernales profundidades de la tierra su hogar por lo que es la ganadora de nuestro extremófilo de la semana.

Literatura citada

Boone, D.; Y. Liu; Z. Zhao; D. Balkwill; G. Drake; T. Stevens y H. Aldrich. 1995. Bacillus infernus sp. Nov., an Fe(III) and Mn(IV)-Reducing Anaerobe from the Deep Terrestrial Subsurface. International Journal of Systematic Bacteriology. 45(3): 441-448.

MA, AG, AM, VS

¿Y se les dijera que no necesitan una gallina para obtener oro?

Muchos de nosotros conocemos desde pequeños la historia de la gallina de los huevos de oro, el rey Midas y su mano que  convierte todo en oro al ser tocado y de cómo a lo largo de la historia de la humanidad, el hombre ha buscado minas de oro para su beneficio y riqueza.

Figura 1. Microfotografía electrónica de transmisión de C. metallidurans conteniendo una nanopartícula de oro (Reith et al., 2009)

Pero, ¿y si les dijera que existe una gallina de los huevos de oro aquí mismo en nuestro planeta? Sería algo que estaríamos buscando hasta el fin del mundo por tenerla, pero no, no es una gallina literal, les hablo del microorganismo extremófilo de la semana Cupriavidus metallidurans. Este pequeño organismo tiene una capacidad biomineralizadora para precipitar oro líquido a mineral, sí leyeron bien, ORO.

Este microorganismo se encontró en granos de oro al Sur de Wales y en el Norte de Queensland, en Australia. Cupriavidus metallidurans está adaptado a las altas concentraciones de cationes de metales de transición y es un sistema modelo para el estudio de la homeostasis de metal en ambientes difíciles, por lo que es predominante en ambientes contaminados por metales pesados en el que otros microorganismos no pueden vivir o adaptarse a ellos (Acton, 2012). Este microorganismo se ha logrado aislar para entender mejor su metabolismo y el hecho de que se ha considerado un posible activo codiciado.

 

¿Pero cómo es esto posible? Resulta que los iones metálicos pueden llegar a ser muy tóxicos y solubles en agua por lo que el ambiente no es propicio para muchos organismos por los metales pesados, sin embargo, nuestro extremófilo es más inteligente y reduce los iones para que tengan una carga neutra y que estos pasen a un estado metálico y precipitar (Kooneman, 2008). Un estudio realizado por científicos en la Universidad de Adelaide en Australia demostró que su sistema es acumular los complejos tóxicos en su interior para luego inducir una resistencia al estrés oxidativo y las altas concentraciones de metales pesados, creando “clusters”. Esto produce una serie de reacciones bioquímicas dentro del organismo con el cual se reduce el oro para proteger su integridad celular y se precipita en nanopartículas de oro metálico (Au) que puede ser un factor que contribuye a la formación de las pepitas de oro. Lo más interesante encontrado es que hay una serie de genes en dicha bacteria que se activan exclusivamente por la presencia de oro y no por otros iones metálicos. Siendo demostrado al realizar el mismo experimento con complejos hidroxicloruro conteniendo hierro, cobre y zinc, sin obtener los mismos resultados (Reith et al,, 2009).

Para el estudio, los científicos combinaron técnicas de sincrotrón de la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón ( ESRF ) y el Advanced Photon Source ( APS ) y las técnicas moleculares microbianos para entender la biomineralización en bacterias y entender cómo lo realizaba C. metallidurans. Esta es la primera evidencia directa de que las bacterias están implicadas activamente en el ciclo de los metales raros y preciosos , como el oro y una posible alternativa a a la producción de biosensores para la búsqueda de yacimientos de oro.

¿Será este microorganismo la respuesta a los años de búsqueda para encontrar el tan preciado oro?

 

AG, VS, MA, AM

¡Esta bacteria le gana a los superhéroes!

¡Esta bacteria le gana a los superhéroes!

¿Se imaginan a Superman, el hombre de acero, vencido por una bacteria? ¿O qué tal a Iron Man? Pues si expusiéramos a estos superhéroes a unos niveles extremos de radiactividad esta bacteria sería capaz de vencerlos. Estamos hablando de una bacteria llamada Deinococcus radiodurans.

D. radiodurans fue la primera bacteria descubierta que poseía una alta resistencia a la radiación gamma. Fue descubierta en el año 1956, cuando se estaban realizando pruebas para la irradiación de los alimentos. Esta bacteria posee una pigmentación rojiza, no forma endosporas, es inmóvil y se encuentra agrupada en pares o tétradas (Ver figura 1). D. radiodurans es una especie quimiorganotrófica, cuya temperatura de crecimiento óptimo es aproximadamente a los 30ºC (Cigna y Durante, 2006). Esta interesante bacteria se ha encontrado en desiertos muy soleados, sobre las superficies de rocas e incluso habitando en las frías aguas de las plantas nucleares (Sagastume, 2008; Horneck y Pettberg, 2007).

Imagen obtenida de: http://biologypop.com/the-thoughest-bacterium-of-the-world-deinococcus-radiodurands-video/

Figura 1. Deinococcus radiodurans

Como su nombre lo indica, D. radiodurans es una bacteria muy (enfatizando en MUY) resistente a la radiación.  Esta resistencia es tal ,que sus células vegetativas (en la etapa de crecimiento), son mucho más resistentes que las conocidas endosporas a la radiación ionizante y a fuertes rayos ultravioleta. Esta increíble bacteria es capaz de resistir hasta 30,000 Grays, mientras que 5 o 10 Grays son fatales para los seres humanos (Horneck y Pettberg, 2007).

En las células humanas, lo que ocurre al estar expuestas a tan alta radiación es que ésta causa modificaciones no reversibles en el ADN, e incluso causa que la doble hélice de ADN se rompa, causando finalmente la muerte de la célula. Pero, si esto pasa con las células humanas y con la mayoría de las otras células, ¿Qué es lo que hace que D. radiodurans sea resistente, y vea a la radiación como una “salida a la playa para broncearse”? Lo que ocurre, es que esta bacteria posee un sistema de reparación de ADN completamente eficiente, el cual es capaz de reparar cientos y miles de roturas del ADN de una forma bastante rápida (Ver figura 2). Este sistema contiene una enzima capaz de eliminar las bases nitrogenadas mal incorporadas, y las sustituye por las bases correctas (Horneck y Pettberg, 2007). Además, al recibir grandes dosis de radiación, se produce una gran cantidad de radicales libres los cuales son fatales para las células. Sin embargo, D. radiodurans posee una reductasa encargada de destruir estos componentes y radicales tóxicos y fatales (Barton, 2005).

Imagen obtenida de: http://biologypop.com/the-thoughest-bacterium-of-the-world-deinococcus-radiodurands-video/

Figura 2. Reparación de ADN en D. radiodurans

Una pregunta que surgió acerca de esta bacteria es de dónde surgió esta resistencia tan alta a la radiación. La teoría más aceptada es que esta probablemente evolucionó como una adaptación a la deshidratación, ya que ésta también causa daños y roturas en el genoma (Horneck y Pettberg, 2007).

Y como es de esperarse, lo mejor de las películas de superhéroes es que nuestro querido héroe JAMÁS muere. Bueno, con esta bacteria no es la excepción, ya que muchos científicos consideran la posibilidad de resucitar gracias a esta bacteria. Esta bacteria es capaz de sobrevivir incluso después de haberse secado por completo; es como si dejáramos al pobre hombre araña en medio del Sahara, se secara completamente y luego resucitara. Pero, ¿cómo lo hace?… pues cuando esta bacteria se seca deja de tener metabolismo y su genoma se descompone en cientos de pedazos y se convierte en una célula muerta. Sin embargo, como el Ave Fénix, esta bacteria resucita de entre sus cenizas, ya que guarda algo parecido a copias de seguridad (back ups) con toda su información genética, lo que le permite reconstruir su genoma y volver a la vida cuando se presentan las condiciones adecuadas (Sagastume, 2008).

Esta bacteria tiene todo lo que una persona quiere: ¡!Poder deshacer y rehacer su ADN una y otra vez, lo que nos haría invencibles e incluso nunca envejeceríamos!  Con qué razón los superhéroes la envidian…

Literatura citada

Barton, L. 2005. Structural and Functional Relationships in Prokaryotes. 1ª Ed. Springer. EUA. 817 pp.

Cigna, A. y M. Durante. 2006. Radiation Risk Estimates in Normal and Emergency Situations. 1ª Ed. Springer. Holanda. 371 pp.

Horneck, G. y P. Pettberg. 2007. Complete Course in Astrobiology. 1ª Ed. Wiley-VCH. Weinheim, Alemania. 413 pp.

Sagastume, B. 2008. Tendencias. 2ª Ed. Ediciones IDEA. España. 268 pp.

Por: MA, VA, AG, AM

VIVIENDO BAJO PRESIÓN

Bueno, ya les hemos contado de diferentes tipos de microorganismos extremos. Algunos de ellos soportan temperaturas increíblemente altas, otros casi llegan a congelarse, algunos incluso soportan altos niveles de radiación y otros adoran vivir en una piscina de ácido.

Esta vez, conoceremos a unos extremófilos que viven en la parte más profunda del océano, las Fosas de las Marianas (Fig. 1). No es de sorprenderse que llamen a este lugar fosa abisal. La fosa de las Marianas se encuentra en el fondo del Océano Pacífico al sureste de las islas Marianas, cerca de Guam. Esta fosa tiene la mayor profundidad conocida alcanzando más de 11000 metros de profundidad. Si no pueden imaginarse cuanto son 11000 metros de profundidad, solo piensen en darle una vuelta de 360° al Monte Everest y ni con su altura podría ser tan profundo como esta fosa (Fig. 2). Sin embargo, su gran profundidad no es lo único extremo de las  Fosas Marianas, esta fosa se caracteriza por ser un ambiente frío, oscuro y, lo más importante, el ambiente con mayor presión en el fondo del océano.

30259(National Geographic)

Figura 1. Observación espacial de la Fosa de las Marianas

mariana_everest(Clark, 2012)

Figura 2. Comparación de la Fosa Mariana con el Monte Everest

Continuando con cosas extremas, en febrero de 1996 unos investigadores japonenses rompieron su propio record al enviar un sumergible llamado Kaiko a 10898 metros de profundidad en las Fosas Marianas (Fig. 3). Aunque no lo crean, acá es donde ellos se toparon con los protagonistas de este blog, los barófilos, microorganismos que viven a alta presión. Kaiko obtuvo muestras del fondo marino y en el laboratorio se lograron aislar varios microorganismos tanto del dominio bacteria como archaea.

loadBinary(Jamstec & Mitsui Engineering and Shipbuilding)

Figura 3. Imagen del sumergible “Kaiko” en el fondo de las Fosas Marianas

En este caso vamos a hablar de una bacteria barófila obligatoria llamada Shewanella benthica que fue asilada del sedimento de las Fosas Marianas (fig. 4). Nosotros nadamos al fondo de una piscina y ya sentimos un terrible dolor en los oídos causado por la presión, si nadáramos en el hogar de esta bacteria seguro nos explotaría la cabeza. Sin embargo, esta bacteria tiene su crecimiento óptimo a 70MPa y a una temperatura de 10°C por lo que se considera barófila extrema. El sistema respiratorio en estas bacterias es muy importante para sobrevivir en este ambiente con una presión tan alta. Estudios del  Japan Marine Science and Technology Center sugieren que las bacterias barófilas son capaces de cambiar su sistema respiratorio en respuesta a las condiciones de alta presión.

shewanella-benthica-db21-mt2Figura 4. Imagen de Shewanella benthica

Por esta razón, estas increíbles bacterias amantes de la vida bajo presión son las ganadoras de esta semana en nuestro blog de microorganismos extremófilos.

0,,43898004,00Figura 5. Caricatura de la bacteria barófila Shewanella benthica

Por: VS, MA, AM y AG

Literatura citada:

Horikoshi, K. 2011. Extremophiles Handbook. Ed. Springer, Tokyo. 629 pp.

Errazuriz, A., M. Gangas, B. Georgudis y R. Rioseco. 1984. Materiales didacticos para la enseñanza de la geografía. Ed. Andres Bello, Santiago de Chile. 14 pp.

Horikoshi, K. y K. Tsujii. 1999. Extremophiles in Deep-Sea environments. Springer. 316 pp.

Storey, J. y K. Storey. 2000. Environmental stressors and gene responses. Elsevier. 324 pp.

Anitori, R. 2012. Extremophiles: Microbiology and Biotechnology. Horizon Scientific Press. 299 pp.

Kato, C. y M. Qureshi. 1999. Pressure response in deep-sea piezophilic bacteria. J Mol Microbiol Biotechnol. 1 (1):87-92 pp.