Investigadores del CAB descubren cómo la bacteria Bacillus subtilis libera al medio copias de su genoma

El equipo, formado por Olga Zafra, María Lamprecht y Carolina González, y dirigido por Eduardo González-Pastor, del Departamento de Evolución Molecular del CAB, ha demostrado que una población de B. subtilis es capaz de coordinar la liberación de DNA al medio y su captación por otros individuos de la población, lo cual es muy importante desde un punto de vista evolutivo.

El DNA extracelular (eDNA, por sus siglas en inglés) es material genético libre que se encuentra en el ambiente donde habitan microorganismos, debido a la muerte celular de los mismos o bien mediante una liberación específica que pueden realizar determinados microorganismos. Entre sus posibles funciones se encuentran su uso como nutriente, la capacidad para ayudar en la cohesión de las células dentro de las comunidades microbianas y también pueden contribuir en la transferencia de material genético entre la misma o diferentes especies.

Bacillus subtilis es una bacteria no patógena presente en muchos tipos de ecosistemas que se usa comúnmente como modelo en los laboratorios. No obstante, para el estudio de diversos fenómenos de comportamiento social, se utiliza una cepa de origen natural que carece de posibles adaptaciones artificiales a las condiciones de laboratorio.

Evolución por transferencia horizontal

En este trabajo, se ha empleado la estirpe natural de B. subtilis 3610 y se ha descubierto que es capaz de liberar al medio numerosas copias de su genoma de una forma específica y no relacionada con la ruptura de la célula. Esto llevó a pensar que este fenómeno tiene una función importante para la bacteria. Se ha demostrado que la secreción de DNA al medio está claramente relacionada con otro fenómeno denominado “competencia”, que es la capacidad de captar e integrar en el propio cromosoma de la bacteria un material genético externo. Así, en este caso concreto, la función del DNA extracelular está relacionada con el intercambio genético horizontal entre bacterias.

El intercambio genético horizontal es una forma de evolución microbiana en la que hay herencia horizontal, es decir, no de padres a hijos, sino entre individuos de la misma generación. Además, permite el intercambio de grandes fragmentos de información genética. Sería el mecanismo por el que las bacterias patógenas de hospitales son capaces de dispersar propiedades como la resistencia a determinados antibióticos. Por tanto, es un fenómeno de gran importancia práctica, además de ecológica, y es esencial su estudio a nivel de investigación básica ya que puede ayudarnos a responder preguntas sobre la evolución y diversificación de la vida en sus etapas más tempranas.

 

Fuente: UCC-CAB

 

Imágenes adicionales:

B. subtilis al microscopio electrónico. Crédito: Virginia Souza-Egipsy, Instituto de Ciencias Agrarias (CSIC)
 

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