Cuando la investigadora de la Universidad de Córdoba Mª del Carmen Muñoz se situaba hace tres años frente al microscopio electrónico mientras estudiaba las vesículas de las cianobacterias marinas encontró, prácticamente de forma accidental, algo que no esperaba: unas estructuras que, aunque ya habían sido descubiertas años atrás en otras bacterias, jamás habían sido halladas en este tipo de seres vivos, responsables de producir más de la mitad del oxígeno que hay en la Tierra. Arrancó así una extensa investigación realizada por un equipo multidisciplinar que acaba de ver la luz y cuyos resultados acaban de ser publicados por la revista Science Advances.

Aquellas extrañas estructuras se llaman nanotubos de membrana, y lo realmente relevante es que, según ha concluido el estudio, estos pequeños tubos posibilitan que estos seres vivos puedan traspasarse material generando un puente de intercambio, una especie de manguera que sirve para conectar a células cercanas y les permite transferir sustancias de unas cianobacterias a otras. Desde que estos organismos fueron descubiertos, se trata de la primera vez que se evidencia un contacto físico y directo entre ellos.

Frente a la idea de que estos organismos operan de forma aislada, la investigación revela que podrían actuar como una especie de red en la que interaccionan. Imagen: Pixabay.

«Haber realizado este hallazgo tiene unas enormes implicaciones y refuerza la idea de que hay que cambiar el chip en la forma de concebir a las cianobacterias», subraya el investigador José Manuel García. Frente a la idea de que estos organismos operan de forma aislada, la investigación pone sobre la mesa que podrían actuar como una especie de red en la que interaccionan, una premisa de gran relevancia teniendo en cuenta que estos seres vivos son los organismos fotosintéticos más abundantes del planeta, suponen un auténtico pulmón para los océanos y son indispensables para el sustento de la vida tal y como se conoce.

El estudio, liderado por la investigadora principal Mª del Carmen Muñoz, ha movilizado durante los últimos años a un grupo multidisciplinar integrado, entre otros, por los departamentos de Bioquímica y Biología Molecular, y de Biología Celular de la UCO, el Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba, el Instituto Universitario de Investigación Marina de la Universidad de Cádiz, el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis de Sevilla o la oceanógrafa Sallie W. Chisholm, miembro del Massachusetts Institute of Technology y descubridora del género Prochlorococcus de cianobacterias.

Datos relevantes

Desde que comenzó la investigación, y tras revisar la bibliografía disponible acerca de estos nanotubos en otras bacterias, el equipo ha puesto en marcha distintos experimentos en el laboratorio, como el uso de proteínas fluorescentes y su seguimiento mediante microscopia de fluorescencia o el uso de microscopía electrónica para la caracterización de dichas estructuras. Con estas pruebas han podido certificar que existe un intercambio de material del interior de una célula a la otra.

Además, tal y como explica la estudiante de doctorado y primera autora del estudio, Elisa Angulo, el trabajo ha evidenciado que esta transferencia de sustancias no sólo se produce en cianobacterias de la misma estirpe, sino también entre aquellas de distinto género, algo que ha podido comprobarse no sólo a nivel de laboratorio sino también en muestras naturales del océano.

Nuevos interrogantes

Como suele ocurrir en ciencia, estos hallazgos abren ahora la puerta a nuevos interrogantes: ¿Será esta transferencia de moléculas un mecanismo de ayuda o un arma arrojadiza para competir por la supervivencia?, ¿qué otras sustancias podrían intercambiarse más allá de proteínas?, ¿habrá alguna relación entre este mecanismo y la cantidad de alimento disponible en el medio?

La investigadora de la Universidad de Córdoba Elisa Angulo ya está tratando de dar respuesta a esta última pregunta, y justo acaba de concluir un viaje por altamar en el que ha estado investigando el comportamiento de estos seres vivos en zonas oligotróficas del Pacífico, en donde existe una tasa muy baja de nutrientes.

Habrá que esperar a los próximos meses para seguir almacenando conocimiento sobre estas bacterias marinas, los seres vivos que inventaron la fotosíntesis y que, con más de 3.500 millones de años a sus espaldas, suponen una de las formas de vida más antiguas conocidas. Su estudio, por tanto, no sólo es de vital importancia para los ecosistemas, sino también para entender procesos básicos fundamentales en el vasto campo de la biología.

Referencia:

Angulo-Cánovas E, Bartual A, López-Igual R, Luque I, Radzinski NP, Shilova I, Anjur-Dietrich M, García-Jurado G, Úbeda B, Gonzalez-Reyes JA, Díez J, Chisholm SW, García-Fernández JM & Muñoz-Marín MC (2024). ‘Direct interaction between marine cyanobacteria mediated by nanotubes’. Science Advances, 10(21).