Una bacteria no es igual a la otra, la diversidad es enorme. Hace poco, los científicos observaron de cerca la Epulopiscium viviparus, un organismo gigante para los estándares bacterianos. Les sorprendió la forma en que esta especie vive y se potencia.
La mayoría de las bacterias son unicelulares y microscópicas, de apenas unas diezmilésimas de centímetro. Pero las bacterias de la familia Epulopiscium son tan grandes que pueden verse a simple vista. Son un millón de veces más grandes que sus primas segundas más conocidas, las E. coli. El genoma completo de Epulopiscium viviparus ha sido cartografiado por primera vez por investigadores de las prestigiosas universidades estadounidenses de Cornell y Berkeley.
Tienen capacidades únicas
Y están entusiasmados. “Esta bacteria gigante tiene tantas facetas diferentes, únicas e interesantes: su tamaño gigantesco, su modo de reproducción, los métodos que utiliza para generar energía y mucho más”, explica la profesora de microbiología Esther Angert. “Nos asombraron todos los descubrimientos que hicimos al diseccionar el potencial genético de este organismo”.
El primer miembro de la familia Epulopiscium se descubrió en 1985. Todas estas bacterias pasan sus días en el aparato digestivo de ciertas especies de peces cirujano (un grupo de peces planos que viven en los arrecifes de coral de aguas tropicales y al que también pertenece Dory, de Buscando a Nemo) y cumplen así un papel simbiótico en ecosistemas del Mar Rojo y la Gran Barrera de Coral, entre otros.
Debido a su gigantesco tamaño, los científicos pensaron en un principio que se trataba de cierto tipo de protozoos, un tipo de microorganismos unicelulares, explica Angert. El nombre Epulopiscium deriva de las palabras latinas epulo (huésped) y piscium (de un pez). La mayoría de las bacterias se reproducen dividiéndose en dos, pero E. viviparus puede crear hasta 12 copias diferentes de sí misma, todas ellas creciendo dentro de una célula madre y liberándose cuando llega el momento. “Para entonces ya están nadando activamente. Viviparus significa nacido vivo”, afirma Angert.
Para estudiar estas bacterias gigantes es necesario capturar los peces en los que viven. Después es importante extraer el ADN y el ARN de las células con la mayor rapidez y precisión posibles, explica la microbióloga. Lleva décadas trabajando con biólogos de peces australianos en la estación de investigación de Lizard Island para recoger y estudiar muestras adecuadas.
Saber cómo satisfacen las necesidades metabólicas
Los científicos estaban especialmente interesados en saber cómo satisface E. viviparus sus necesidades metabólicas extremas. Las bacterias que consumen nutrientes de su entorno y no generan su propia energía a través de la luz solar suelen pertenecer a dos bandos: las que tienen acceso al oxígeno y las que no. Las bacterias que tienen que arreglárselas sin oxígeno suelen recurrir a la fermentación para satisfacer sus necesidades energéticas. “Pero los organismos fermentadores no obtienen ni de lejos la misma rentabilidad en términos de nutrientes”, afirma Angert.
El hecho de que E. viviparus sea una bacteria fermentadora no hizo, sino, complicar el rompecabezas. Debido a su gran tamaño, reproducción extrema y habilidades natatorias, en realidad necesita más energía. Al final, el equipo descubrió que E. viviparus ha adaptado su metabolismo de forma fascinante para aprovechar al máximo su entorno. Para ello, utiliza un método poco común para generar energía e impulsarse hacia delante. La bacteria causante del cólera utiliza el mismo movimiento natatorio.
Además, una parte especialmente importante de su código genético gira en torno a la producción de enzimas capaces de extraer nutrientes de los intestinos de su huésped. Una de las enzimas más importantes puede fabricar ATP, la importante molécula energética que mantiene en funcionamiento a todas las células. “Una membrana muy plegada situada cerca del borde del organismo proporciona espacio para producir energía y transportar proteínas. Su funcionamiento es sorprendentemente similar al de las mitocondrias en las células de organismos más complejos”, explica Angert.
Una membrana especial
“Todos conocemos la frase: ‘la mitocondria es el motor de la célula’. Lo fascinante es que en E. viviparus, estas membranas hacen su trabajo de forma similar. La membrana multiplicada aumenta la superficie en la que pueden funcionar las bombas productoras de energía. De este modo, se libera una enorme cantidad de energía, que esta bacteria en particular puede utilizar para impulsar muchos procesos”, explica la microbióloga.
Estos descubrimientos allanan el camino para todo tipo de posibles aplicaciones prácticas en el futuro, sobre todo porque E. viviparus ha desarrollado estrategias tan eficaces para utilizar los nutrientes que se encuentran en las algas, afirmó Angert. Las algas se utilizan cada vez más en la producción de piensos, energía verde y también en la alimentación humana.