Pseudomonas aeruginosa al microscopio electrónico de barrido, con falso color
Hallan bacterias capaces de sobrevivir 30 años uno de los lugares más tóxicos del mundo: «Fue asombroso»
El trabajo describe el hallazgo de millones de bacterias por mililitro en agua pesada almacenada en garrafas de plástico cerradas herméticamente
Un equipo liderado por el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), en un descubrimiento que redefine los límites conocidos de la vida microbiana, ha demostrado por primera vez que algunas comunidades bacterianas pueden «no solo sobrevivir, sino adaptarse y proliferar en agua pesada extremadamente pura, un entorno considerado hostil para la mayoría de formas de vida conocidas».
En el estudio, publicado en la revista Microbial Genomics, han participado investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC), el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) y la Eberhard-Karls Universität Tübingen (Alemania).
El trabajo describe el hallazgo de millones de bacterias por mililitro en agua pesada almacenada en garrafas de plástico cerradas herméticamente durante más de 30 años en el Departamento de Física de Materiales de la Facultad de Ciencias de la UAM. Estas bacterias han evolucionado en un entorno sin nutrientes que contiene enlaces químicos más estables que resultan tóxicos para la mayoría de organismos.
El agua normal está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). En el agua pesada, el deuterio sustituye al hidrógeno (D2O), forma enlaces más estables y altera las reacciones químicas dentro de las células: ralentiza reacciones esenciales del metabolismo, interfiere con la producción de energía e incluso desestabiliza el ADN y las proteínas.
«El deuterio es un isótopo del hidrógeno extremadamente raro en el universo. En la Tierra, solo 1 de cada 5.700 átomos de hidrógeno lo son. No conocemos ambientes naturales con una concentración tan alta como la de las muestras de nuestro estudio, lo que las convierte en una oportunidad única para estudiar otro tipo de adaptaciones. Comprobar la complejidad metabólica de estas comunidades bacterianas fue asombroso», explica Juan Rivas, autor del estudio e investigador del CNB.
Mediante análisis metagenómicos y secuenciación masiva del ADN (técnicas que permiten 'leer' el ADN de todos los microorganismos presentes en una muestra, sin necesidad de cultivarlos), los investigadores identificaron comunidades bacterianas pertenecientes mayoritariamente a las familias Pseudomonadota y Bacteroidota. Estas familias incluyen bacterias muy versátiles y resistentes, capaces de adaptarse a condiciones difíciles.
Algunas de ellas pueden sobrevivir en ambientes extremos, como suelos contaminados o zonas con muy pocos nutrientes, lo que explicaría su supervivencia en un entorno tan hostil como el agua pesada pura.
Las bacterias encontradas en el agua pesada presentan características genéticas singulares: genes más cortos y proteínas con una composición optimizada para minimizar el gasto energético en un entorno sin fuentes de carbono accesibles, salvo las posibles provenientes de la degradación del plástico (HDPE) de las propias garrafas.
«Encontrar genes relacionados con la degradación del polietileno sugiere que estas bacterias podrían estar usando el propio contenedor como fuente de carbono. Esto abre vías fascinantes para la biotecnología, especialmente en lo que respecta al reciclaje de plásticos resistentes», destaca Francisco Sobrino, jefe de laboratorio en el CBM.
