Descubren que las cianobacterias marinas se comunican: un hallazgo revolucionario

Hace tres años, Mª del Carmen Muñoz, investigadora de la Universidad de Córdoba, hizo un descubrimiento accidental mientras observaba vesículas de cianobacterias marinas bajo un microscopio electrónico. Este hallazgo inesperado reveló la presencia de unas estructuras nunca antes vistas en estos organismos, conocidos como nanotubos de membrana.

Este descubrimiento, ahora publicado en la revista Science Advances, ha sido liderado por un equipo multidisciplinar y podría cambiar nuestra comprensión de estos importantes microorganismos. Las cianobacterias marinas son responsables de producir más de la mitad del oxígeno que hay en la Tierra, desempeñando un papel fundamental en los ecosistemas marinos y globales.

ROMPIENDO LA CREENCIA

La investigación realizada por Muñoz y su equipo ha demostrado que los nanotubos de membrana permiten a las cianobacterias transferir material entre células, creando una especie de puente de intercambio. Esta capacidad de comunicación física y directa entre cianobacterias se evidencia por primera vez, rompiendo la creencia de que operan de forma aislada.

Muñoz explica que este hallazgo tiene grandes implicaciones para la biología y la ecología de las cianobacterias. "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, colega de Muñoz.

CÓMO ACTÚAN

La idea de que estos organismos actúan como una red interconectada, en lugar de de forma individual, podría transformar la manera en que se estudian y se entienden sus funciones en el ecosistema marino. El estudio ha movilizado a un equipo multidisciplinar, incluyendo expertos de los Departamentos de Bioquímica y Biología Molecular, y de Biología Celular de la Universidad de Córdoba, el Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba, el Instituto Universitario de Investigación Marina de la Universidad de Cádiz, y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis de Sevilla, así como a la oceanógrafa Sallie W. Chisholm del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para confirmar la existencia y función de estos nanotubos, el equipo realizó diversos experimentos en el laboratorio, utilizando proteínas fluorescentes y técnicas de microscopía de fluorescencia, además de microscopía electrónica.

Estas técnicas permitieron observar y caracterizar las estructuras, certificando el intercambio de material del interior de una célula a otra. Elisa Angulo, estudiante de doctorado y primera autora del estudio, explica que esta transferencia no solo ocurre entre cianobacterias de la misma especie, sino también entre distintas, tanto en laboratorio como en muestras naturales del océano. El hallazgo de los nanotubos de membrana abre nuevos interrogantes en la investigación científica.

NUEVA PREGUNTA

Los investigadores ahora se preguntan si esta transferencia de moléculas sirve como un mecanismo de cooperación o competencia entre las cianobacterias. Además, están interesados en descubrir qué otras sustancias pueden intercambiarse más allá de proteínas y cómo este mecanismo podría estar relacionado con la disponibilidad de nutrientes en el medio ambiente. Elisa Angulo ya está explorando algunas de estas preguntas.

Recientemente, concluyó un viaje de investigación por el Pacífico, estudiando el comportamiento de las cianobacterias en zonas oligotróficas, donde los nutrientes son escasos. Los resultados de estos estudios futuros podrían proporcionar información vital sobre la adaptación y supervivencia de las cianobacterias en diferentes condiciones ambientales.

LO IMPORTANTE DEL HALLAZGO

La relevancia de este hallazgo no se limita a la biología marina. Las cianobacterias, con más de 3.500 millones de años de historia, son algunos de los organismos más antiguos del planeta y fueron los primeros en desarrollar la fotosíntesis. Su estudio no solo es crucial para entender los ecosistemas actuales, sino también para comprender procesos básicos fundamentales en la biología a lo largo de la historia de la Tierra. El equipo de Muñoz planea continuar investigando los nanotubos de membrana y su papel en las cianobacterias.

Este avance podría abrir nuevas vías para explorar la biología celular y molecular de estos organismos y su interacción con el medio ambiente. Además, la comprensión de estos mecanismos de intercambio podría tener aplicaciones prácticas en biotecnología y ecología, especialmente en el contexto de la conservación marina y el cambio climático.

En resumen, el descubrimiento de los nanotubos de membrana en cianobacterias marinas por parte del equipo de Mª del Carmen Muñoz representa un avance significativo en la biología marina. Este hallazgo no solo desafía la comprensión tradicional de cómo operan estos organismos, sino que también abre nuevas perspectivas sobre su papel en los ecosistemas marinos y su potencial aplicación en diversos campos científicos. Los próximos meses y años prometen ser emocionantes para los investigadores que continuarán desentrañando los misterios de estos fascinantes seres vivos.