la versión original de esta historia apareció en Revista Quanta.
Lejos de ser operadores solitarios, la mayoría de ellos son unicelulares. microbios están en relaciones complejas. En el océano, el suelo y tus entrañas, podrían luchar y comerse unos a otros, intercambiar ADNcompiten por los nutrientes o se alimentan unos de los subproductos de otros. A veces se vuelven aún más íntimos: uno celúla podría deslizarse dentro de otro y ponerse cómodo. Si las condiciones son las adecuadas, podría quedarse y ser bienvenido, generando una relación que podría durar generaciones o miles de millones de años. Este fenómeno de una célula viviendo dentro de otra, llamado endosimbiosis, ha impulsado la evolución de la vida compleja.
Hay ejemplos de endosimbiosis por todas partes. Mitocondrias, las fábricas de energía en tus células, alguna vez fueron bacterias de vida libre. Las plantas fotosintéticas deben sus azúcares hilados por el sol al cloroplasto, que originalmente también era un organismo independiente. Muchos insectos obtienen nutrientes esenciales. de las bacterias que viven en su interior. Y el año pasado los investigadores descubrió el “nitroplasto”, un endosimbionte que ayuda a algunas algas a procesar el nitrógeno.
Gran parte de la vida depende de relaciones endosimbióticas, pero los científicos han luchado por comprender cómo suceden. ¿Cómo una célula internalizada evade la digestión? ¿Cómo aprende a reproducirse dentro de su huésped? ¿Qué convierte una fusión aleatoria de dos organismos independientes en una asociación estable y duradera?
Ahora, por primera vez, los investigadores han visto la coreografía de apertura de esta danza microscópica de inducir endosimbiosis en el laboratorio. Después de inyectar bacterias en un hongo, un proceso que requirió una resolución creativa de problemas (y una bomba de bicicleta), los investigadores lograron generar cooperación sin matar a las bacterias ni al huésped. Sus observaciones ofrecen una idea de las condiciones que hacen posible que suceda lo mismo en la naturaleza microbiana.
Las células incluso se adaptaron entre sí más rápido de lo previsto. “Para mí, esto significa que los organismos realmente quieren vivir juntos, y la simbiosis es la norma”, dijo Vasilis Kokkorisun micólogo que estudia la biología celular de la simbiosis en la Universidad VU de Ámsterdam y que no participó en el nuevo estudio. “Así que esa es una gran noticia para mí y para este mundo”.
Los primeros intentos que fracasaron revelan que la mayoría de las aventuras amorosas celulares fracasan. Pero al comprender cómo, por qué y cuándo los organismos aceptan endosimbiontes, los investigadores pueden comprender mejor los momentos clave de la evolución y también desarrollar potencialmente células sintéticas diseñadas con endosimbiontes superpoderosos.
El avance de la pared celular
Julia Vorholtmicrobiólogo del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich, en Suiza, lleva mucho tiempo desconcertado por las circunstancias de la endosimbiosis. Los investigadores en el campo teorizaron que una vez que una bacteria se cuela en una célula huésped, la relación oscila entre infección y armonía. Si la bacteria se reproduce demasiado rápido, corre el riesgo de agotar los recursos del huésped y desencadenar una respuesta inmune, lo que resulta en la muerte del huésped, del huésped o de ambos. Si se reproduce demasiado lentamente, no se establecerá en la célula. Sólo en casos raros, pensaron, la bacteria alcanza una tasa reproductiva de Ricitos de Oro. Luego, para convertirse en un verdadero endosimbionte, debe infiltrarse en el ciclo reproductivo de su huésped para viajar a la siguiente generación. Finalmente, el anfitrión genoma eventualmente debe mutar para acomodar a la bacteria, permitiendo que las dos evolucionen como una unidad.
“Se vuelven adictos el uno al otro”, dijo Vorholt.