Estamos desbloqueando cómo los microbios congelados permanecen vivos durante 100,000 años

Los microbios aislados del permafrost siberiano parecen haber permanecido vivos durante más de 100,000 años, basados ​​en un análisis de su ADN. Su superposición genética con otras especies sugiere que, como la vida útil asombrosamente larga, puede estar muy extendida entre los parientes vivos más cercanos de todos los organismos con células complejas.

Otros microbios se han aislado de sedimentos marinos extremadamente antiguos, algunos más que 100 millones de años – Pero no está claro si los organismos individuales pueden sobrevivir durante esos tramos de tiempo. “No puedo ejecutar un experimento tanto tiempo”, dice Karen Lloyd en la Universidad del Sur de California. “[Time] es la variable más extraña para trabajar “.

Lloyd y sus colegas querían buscar microbios en lugares que sabían que no habían cambiado durante largos períodos de tiempo, razonando que cualquier cosa que todavía viva allí debe ser tan antigua como el entorno circundante. Esa búsqueda los llevó a la península de Chukchi en el borde más oriental de Siberia, donde perforaron un núcleo de permafrost de 22 metros de largo.

Esto permitió a los investigadores probar ADN de una capa de sedimento marino que se congeló en algún momento entre 100,000 y 120,000 años hace. El sedimento contenía poros de agua líquida donde los microbios podrían haber quedado atrapados, sin nutrientes ni organismos capaces de entrar o salir. “Estar congelado significa que hay estas estructuras de hielo a su alrededor”, dice Lloyd.

La siguiente pregunta era cómo distinguir entre células vivas y muertas. Para hacerlo, los investigadores secuenciaron millones de fragmentos de ADN del permafrost, usándolos para reconstruir los genomas de todas las diferentes especies microbianas presentes. Luego agregaron una enzima a la mezcla que repararía el ADN degradado y repitió el proceso de reconstrucción.

La mayoría de los genomas reconstruidos fueron mucho más completos después de que los investigadores agregaron la enzima de reparación de ADN, lo que sugiere que provenían de células muertas que no habían estado manteniendo activamente la integridad de su ADN, dice Lloyd. Sin embargo, los genomas de seis especies apenas cambiaron, lo que implica que el ADN provenía de células vivas que habían mantenido activamente sus genomas desde que se congelaron al menos 100,000 años antes.

Las seis especies con ADN intacto provienen del Phylum PromethaCheartaeota, también conocido como el Asgard Archaea. Estos organismos se consideran el pariente vivo más cercano de todos los eucariotas: el dominio de la vida que incluye animales, plantas, hongos y protistas.

“Encontrar la vida viva de Asgard Archaea en el antiguo permafrost proporciona una ventana a su historia evolutiva … y cómo pueden haber influido en la aparición de formas de vida complejas”, especialmente durante los períodos cuando La tierra estaba completamente congeladadice miembro del equipo Renxing liang en la Universidad de Geociencias de China.

Otra sorpresa fue que las especies de larga duración no eran apreciablemente diferentes de Asgard Archaea aislada en entornos menos restringidos. Todos ellos compartieron genes similares para la reparación de proteínas y ADN, lo que puede haberles permitido reemplazar lentamente partes de sus células, sin dividir, mientras que en entornos de energía extremadamente baja. “Son como los asgards más aburridos del mundo”, dice Lloyd. “El hecho de que sean aburridos implica que esto es algo que todos pueden hacer”.

Stephen D’Hondt En la Universidad de Rhode Island, dice que la investigación es un “avance real” para comprender la vida útil extremadamente larga, tanto cuán extendidos pueden ser como la base evolutiva para ellos.

Sin embargo, advierte contra la aplicación de estos hallazgos más allá de la configuración congelada como el permafrost. “Estar congelado durante mucho tiempo sin actividad no es lo mismo que vivir durante mucho tiempo con un nivel muy bajo de actividad”.