En un descubrimiento que redefine los l\u00edmites conocidos de la vida microbiana, un equipo liderado por el Centro de Biolog\u00eda Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), ha demostrado por primera vez que algunas comunidades bacterianas pueden no solo sobrevivir, sino adaptarse y proliferar en agua pesada extremadamente pura, un entorno considerado hostil para la mayor\u00eda de formas de vida conocidas.<\/p>\n
En el estudio, publicado en la revista Microbial Genomics, han participado investigadores de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid (UAM), el Centro Nacional de Biotecnolog\u00eda (CNB-CSIC), el Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Pol\u00edmeros (ICTP-CSIC), el Laboratorio Subterr\u00e1neo de Canfranc (LSC) y la Eberhard-Karls Universit\u00e4t T\u00fcbingen (Alemania).<\/p>\n
El trabajo describe el hallazgo de millones de bacterias por mililitro en agua pesada almacenada en garrafas de pl\u00e1stico cerradas herm\u00e9ticamente durante m\u00e1s de 30 a\u00f1os en el Departamento de F\u00edsica de Materiales de la Facultad de Ciencias de la UAM. Estas bacterias han evolucionado en un entorno sin nutrientes que contiene enlaces qu\u00edmicos m\u00e1s estables que resultan t\u00f3xicos para la mayor\u00eda de organismos.<\/p>\n
El agua normal est\u00e1 formada por dos \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y uno de ox\u00edgeno (H\u2082O). En el agua pesada, el deuterio sustituye al hidr\u00f3geno (D2<\/sub>O), forma enlaces m\u00e1s estables y altera las reacciones qu\u00edmicas dentro de las c\u00e9lulas: ralentiza reacciones esenciales del metabolismo, interfiere con la producci\u00f3n de energ\u00eda e incluso desestabiliza el ADN y las prote\u00ednas. Cuando una gran parte del agua corporal de un organismo se sustituye por agua pesada, muchas funciones celulares fallan. Por eso, encontrar bacterias no solo vivas, sino activas, en este medio es un descubrimiento sin precedentes.<\/p>\n “El deuterio es un is\u00f3topo del hidr\u00f3geno extremadamente raro en el universo. En la Tierra, solo 1 de cada 5.700 \u00e1tomos de hidr\u00f3geno lo son. No conocemos ambientes naturales con una concentraci\u00f3n tan alta como la de las muestras de nuestro estudio, lo que las convierte en una oportunidad \u00fanica para estudiar otro tipo de adaptaciones. Comprobar la complejidad metab\u00f3lica de estas comunidades bacterianas fue asombroso”, explica Juan Rivas, autor del estudio e investigador del CNB<\/strong>.<\/p>\n <\/p>\n Mediante an\u00e1lisis metagen\u00f3micos y secuenciaci\u00f3n masiva del ADN (t\u00e9cnicas que permiten \u201cleer\u201d el ADN de todos los microorganismos presentes en una muestra, sin necesidad de cultivarlos), <\/strong>los investigadores identificaron comunidades bacterianas pertenecientes mayoritariamente a las familias Pseudomonadota y Bacteroidota. Estas familias incluyen bacterias muy vers\u00e1tiles y resistentes, capaces de adaptarse a condiciones dif\u00edciles. Algunas de ellas pueden sobrevivir en ambientes extremos, como suelos contaminados o zonas con muy pocos nutrientes, lo que explicar\u00eda su supervivencia en un entorno tan hostil como el agua pesada pura.<\/p>\n Las bacterias encontradas en el agua pesada presentan caracter\u00edsticas gen\u00e9ticas singulares: genes m\u00e1s cortos y prote\u00ednas con una composici\u00f3n optimizada para minimizar el gasto energ\u00e9tico en un entorno sin fuentes de carbono accesibles, salvo las posibles provenientes de la degradaci\u00f3n del pl\u00e1stico (HDPE) de las propias garrafas.<\/p>\n \u201cEncontrar genes relacionados con la degradaci\u00f3n del polietileno sugiere que estas bacterias podr\u00edan estar usando el propio contenedor como fuente de carbono. Esto abre v\u00edas fascinantes para la biotecnolog\u00eda, especialmente en lo que respecta al reciclaje de pl\u00e1sticos resistentes\u201d, destaca Francisco Sobrino, jefe de laboratorio en el CBM<\/strong>.<\/p>\n Otro hallazgo notable es la abundancia de genes vinculados a mecanismos de reparaci\u00f3n y recombinaci\u00f3n del ADN, lo que refuerza la hip\u00f3tesis de que estas bacterias han desarrollado estrategias moleculares originales para sobrevivir en un entorno que compromete la integridad gen\u00e9tica.<\/p>\n <\/p>\n \u201cEste trabajo no solo ampl\u00eda nuestro conocimiento sobre la adaptabilidad bacteriana, sino que tiene implicaciones directas en la b\u00fasqueda de vida en entornos extremos, tanto en la Tierra como fuera de ella. La deuterosfera que describimos (microambiente altamente enriquecido en deuterio) es un modelo \u00fanico para explorar los l\u00edmites de la vida\u201d, comenta Ricardo Amils, microbi\u00f3logo del CBM y codirector del estudio<\/strong>.<\/p>\n Igual que el r\u00edo Tinto (Huelva), un entorno extremo y altamente \u00e1cido, ha sido utilizado como an\u00e1logo terrestre de Marte, en este nuevo estudio, se ha demostrado que los microorganismos pueden adaptarse a condiciones consideradas hasta ahora incompatibles con la vida, lo que refuerza la idea de que la vida podr\u00eda existir en otros lugares del sistema solar.<\/p>\n Como parte del proyecto, se est\u00e1n llevando a cabo experimentos en el Laboratorio Subterr\u00e1neo de Canfranc (LSC) para estudiar c\u00f3mo influye la presencia o ausencia de radiaci\u00f3n c\u00f3smica secundaria \u2014como muones, neutrones y rayos gamma\u2014 en la viabilidad y evoluci\u00f3n de estas bacterias.<\/p>\n El uso del LSC permite simular condiciones subterr\u00e1neas similares a las que podr\u00edan darse en Marte o en lunas como Enc\u00e9lado o Europa, donde la vida, si existe, estar\u00eda protegida de la radiaci\u00f3n en subsuelos helados o acu\u00e1ticos.<\/p>\n Aunque no se ha detectado agua pesada en grandes cantidades en ning\u00fan planeta o luna del sistema solar, las mediciones realizadas por sondas espaciales muestran que algunos cometas, Venus o las lunas Europa y Enc\u00e9lado, presentan proporciones de deuterio m\u00e1s altas que las de la Tierra. Esto sugiere que podr\u00edan existir microambientes con condiciones qu\u00edmicas similares a las del experimento, lo que refuerza la utilidad del modelo de \u201cdeuterosfera\u201d para explorar c\u00f3mo podr\u00eda adaptarse la vida en otros mundos.<\/p>\n Este descubrimiento pionero no solo expande nuestras ideas sobre los l\u00edmites de la vida en la Tierra, sino que sugiere nuevas posibilidades para la biotecnolog\u00eda ambiental y la exploraci\u00f3n astrobiol\u00f3gica, abriendo puertas hacia aplicaciones en la degradaci\u00f3n de pl\u00e1sticos y en la identificaci\u00f3n de nuevas rutas metab\u00f3licas en condiciones extremas, como las creadas artificialmente en reactores nucleares.<\/p>\n \u00a0<\/em><\/p>\n Metagenomic analysis of heavy water-adapted bacterial communities. Juan Rivas-Santisteban, Jos\u00e9 M. Mart\u00ednez, Cristina Escudero, Rebecca Hern\u00e1ndez-Antol\u00edn, Laura Cid-Barrio, Gary J. Ellis, Esteban Domingo, Carlos S\u00e1nchez, Francisco Sobrino, and Ricardo Amils. Microbial Genomics<\/em>. DOI: 10.1099\/mgen.0.001414<\/p>\n CBM Comunicaci\u00f3n – comunicacion@cbm.csic.es<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" En un descubrimiento que redefine los l\u00edmites conocidos de la vida microbiana, un equipo liderado por el Centro de Biolog\u00eda Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM), ha demostrado por primera vez que […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":290625,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[44,54],"tags":[],"class_list":["post-290624","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news","category-scientific-article"],"yoast_head":"\nUn ambiente t\u00f3xico convertido en h\u00e1bitat microbiano<\/h3>\n
Implicaciones en biotecnolog\u00eda, sostenibilidad y astrobiolog\u00eda<\/h3>\n
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