Investigan cómo se relacionan las bacterias que producen oxígeno en el océano

El concepto «pulmón del planeta» siempre se ha asociado con la selva del Amazonas, el bosque tropical más grande del mundo. Pero hay otro, mucho más importante, que genera un 50% de todo el oxígeno del planeta. No se encuentra en las selvas tropicales del Congo, ni en los enormes bosques boreales de Rusia. El verdadero pulmón del planeta son los océanos. En ellos, pequeñas bacterias invisibles al ojo humano generan grandes cantidades de oxígeno a través de la fotosíntesis. Son las cianobacterias marinas, que forman parte del plancton presente en el agua.

La investigadora María del Carmen Muñoz Marín y el investigador José Manuel García Fernández, ambos de la UCO y responsables del estudio.

La relevancia de estos organismos marinos se descubrió hace tan sólo algunas décadas, por lo que aún queda mucho por investigar sobre ellas. En 2014, el equipo investigador de Steve Biller y Sallie Chisholm del Massachusetts Institute of Technology (MIT) descubrió que las cianobacterias marinas liberaban en el mar vesículas, pequeñas «bolsas», que contenían proteínas, lípidos y compuestos orgánicos, entre otros. Aparentemente estas vesículas funcionaban como un sistema de comunicación entre bacterias. Actualmente, se está investigando cuáles son sus funciones, por qué y cómo son liberadas.

Con el objetivo de averiguar más sobre las vesículas que secretan las cianobacterias marinas, nace el proyecto VESYNECH, liderado por el grupo de investigación «Adaptaciones al metabolismo del nitrógeno y el carbono en Prochlorococcus y Synechococcus» que cuenta con amplia experiencia en el estudio de estos microorganismos marinos. La investigación, que será llevada a cabo por la investigadora María del Carmen Muñoz Marín y el investigador José Manuel García Fernández, se centra en la cianobacteria Synechococcus, una de las más abundantes del océano. Para el contaje y medida del tamaño de estas nanopartículas, cuentan también con la colaboración del profesor Francisco J. Romero Salguero del Instituto de Investigación en Química Fina y Nanoquímica (IUNAM) de la Universidad de Córdoba.

Uno de los objetivos de VESYNECH es comprender el mecanismo por el que las cianobacterias marinas liberan estos pequeños «paquetes» de información genética y compuestos orgánicos. En los dos años que durará el proyecto, se estudiará si la secreción de estas vesículas se realiza de forma habitual o son motivadas como respuesta a diversos estímulos. Además, se trabajará para divulgar los resultados de la investigación a través de un blog en los que se cuente cada uno de los avances.

Al comienzo del proyecto, la investigadora María del Carmen Muñoz tuvo la oportunidad de visitar el MIT para trabajar en el laboratorio con el equipo que descubrió la existencia de estas vesículas en el océano. Allí conoció de primera mano las técnicas de extracción y el estudio de las vesículas de las cianobacterias marinas para aplicarlas al proyecto. Actualmente, siguen colaborando.

«Una de las cosas que estamos investigando es si afecta la cantidad de luz o de alimento en la cantidad de vesículas liberadas», afirma la investigadora María del Carmen Muñoz. En los laboratorios de la Universidad de Córdoba también poseen estirpes de cianobacterias marinas del Ártico, para investigar si el frío influye en este proceso.

Además, se han planteado varias funciones posibles para estas pequeñas vesículas, que se investigarán a lo largo del proyecto. «Estamos estudiando si podrían servir para transportar moléculas, como alimento para otras bacterias al contener materia orgánica o como protección ante virus marinos, entre otras funciones», desvela la investigadora.

Las vesículas también contienen información genética de la cianobacteria que la secreta por lo que se piensa que podría ser también una forma para transferir genes de una bacteria a otra. Esto ayudaría a incrementar la diversidad microbiana en el océano y a fomentar la adaptación de estas cianobacterias a distintos entornos climáticos.

Las cianobacterias marinas son microorganismos muy abundantes en el océano y juegan un papel esencial en el medio ambiente al ser uno de los mayores generadores de oxígenos del planeta. Conocer más sobre este sistema de comunicación entre cianobacterias podría ser muy importante para mejorar el entendimiento sobre el océano y sobre la posible transcendencia de las cianobacterias marinas en el contexto del cambio climático.