{"id":132532,"date":"2020-01-19T20:44:00","date_gmt":"2020-01-19T19:44:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/?p=132532"},"modified":"2020-01-20T10:59:44","modified_gmt":"2020-01-20T09:59:44","slug":"que-no-que-la-endosimbiosis-no-es-una-cooperacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2020\/01\/19\/132532","title":{"rendered":"Que no, que la endosimbiosis no es una cooperaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div align=\"center\">\n<iframe loading=\"lazy\" width=\"560\" height=\"315\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/Qpfj3I18Eic\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div>\n<p>\u00bfHa visto \u00abEl Padrino\u00bb? Entonces recordar\u00e1 la secuencia que sigue al fragmento que abre esta entrada \u00bfLlamar\u00eda usted a la asociaci\u00f3n entre Vito Corleone y el productor Waltz una \u00abcooperaci\u00f3n\u00bb? Seguro que no, aunque ambos al final obtienen un beneficio. Vito ha conseguido que su protegido sea el protagonista de la pel\u00edcula y Waltz consigue un \u00e9xito cinematogr\u00e1fico. Pero creo que el caballo de Waltz no opinar\u00eda lo mismo.<\/p>\n<p>Pues con el evento de endosimbiosis que dio lugar a la aparici\u00f3n de los eucariotas sucede lo mismo. Probablemente se origin\u00f3 gracias a una asociaci\u00f3n entre una arquea y una bacteria, pero a pesar de lo que aparece en algunos medios de comunicaci\u00f3n, el origen de la vida compleja no fue la cooperaci\u00f3n. M\u00e1s bien fue una oferta que la bacteria no pudo rechazar.<br \/>\n<!--more--><\/p>\n<p>Esta semana ha aparecido la <a href=\"https:\/\/elpais.com\/elpais\/2020\/01\/17\/ciencia\/1579284583_584643.html\">noticia<\/a> de que un grupo japon\u00e9s ha conseguido <strong>aislar y crecer<\/strong> en el laboratorio (*) a una arquea del llamado<a href=\"http:\/\/curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com\/2019\/05\/hijos-de-loki.html\"> grupo o superfilo de Asgard<\/a>. La arquea ha sido bautizada con el nombre de <em>Prometheoarchaeum syntrophicum<\/em> y pertenece al filo de las <em>Lokiarchaeota<\/em>. Ese filo est\u00e1 muy pr\u00f3ximo al filo <em>Heimddallarcheota<\/em>, que es donde se supone que est\u00e1 el ancestro de todos los eucariotas.<\/p>\n<p>Como muchas veces pasa en ciencia, lo que buscaban en el grupo de Imachi eran microorganismos de los sedimentos marinos capaces de degradar metano. Hace unos doce a\u00f1os establecieron un biorreactor en el que emulaban las condiciones de vida a 2.500 metros de profundidad, con una temperatura de 10\u00baC, poco ox\u00edgeno y escasez de nutrientes. Poco a poco fueron obteniendo cultivos enriquecidos de bacterias y arqueas, hasta que finalmente y tras siete a\u00f1os de trabajo, consiguieron encontrar las condiciones id\u00f3neas para crecer de manera aislada a <em>P. syntrophicum<\/em>. En Microbiolog\u00eda, aislar a un microorganismo es muy importante porque te permite estudiarlo en detalle. <em>P. syntrophicum<\/em> es una arquea con un tama\u00f1o de entre 0,3 a 0,7 micras, con l\u00edpidos en su membrana caracter\u00edsticos de otras arqueas y sin org\u00e1nulos internos. Su tiempo de generaci\u00f3n es muy lento, de entre 2 a 4 semanas, as\u00ed que no es de extra\u00f1ar que se hayan tirado tanto tiempo para conseguir aislarla. Una cosa que ha llamado la atenci\u00f3n es que algunas de las c\u00e9lulas tiene protrusiones o \u00abtent\u00e1culos\u00bb ramificados. No es la primera vez que se observan este tipo de estructuras en arqueas, ya que han sido descritos en los g\u00e9neros <em>Pyrodictium<\/em> y <em>Thermococcus<\/em>.<\/p>\n<figure id=\"attachment_132533\" aria-describedby=\"caption-attachment-132533\" style=\"width: 483px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/Promethearchaeumsyntrophum.jpg\"><img decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-132533\" title=\"Promethearchaeumsyntrophicum\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/Promethearchaeumsyntrophum.jpg\" alt=\"\" width=\"483\" height=\"301\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/Promethearchaeumsyntrophum.jpg 966w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/Promethearchaeumsyntrophum-300x186.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 483px) 100vw, 483px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-132533\" class=\"wp-caption-text\">C\u00e9lulas de <em>Prometheoarchaeum syntrophicum<\/em> en plena divisi\u00f3n celular (izquierda) o formando largas protrusiones (derecha). Origen de la imagen <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-019-1916-6\">Imachi et al. 2020<\/a><\/figcaption><\/figure>\n<p>Una cosa que han encontrado es que el crecimiento de <em>P. syntrophicum<\/em> depende de la presencia de los metabolitos producidos por otros microorganismos, que a su vez dependen de los metabolitos producidos por <em>P. syntrophicum<\/em> para sobrevivir. Es lo que se conoce como <strong><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Syntrophy\">sintrof\u00eda<\/a><\/strong>. En el caso que nos ocupa, <em>P. syntrophicum<\/em> genera hidr\u00f3geno y \u00e1cido f\u00f3rmico como productos de desecho por su metabolismo, y tanto el hidr\u00f3geno como el f\u00f3rmico es aprovechado por las bacterias que est\u00e1n cercanas a la arquea. \u00bfY qu\u00e9 recibe a cambio <em>P. syntrophicum<\/em>? Pues parece que sobrevive porque establece un <em>menage-a-trois<\/em> con la bacteria reductora del sulfato <em>Halodesulfovibrio<\/em> y con la arquea <em>Methanogenium<\/em> que lo que hacen es darle amino\u00e1cidos y vitaminas provenientes de su metabolismo.<\/p>\n<p>Bueno, pues este tipo de sintrof\u00eda ha animado al grupo de Imachi a proponer un modelo de endosimbiosis distinto a los que hasta ahora estaban siendo considerados. Aunque la teor\u00eda endosimbi\u00f3ntica del origen de la mitocondria propuesta por <a href=\"http:\/\/curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com\/2011\/11\/lynn-margulis-una-fabulosa-iconoclasta.html\">Lynn Margulis<\/a> est\u00e1 casi totalmente aceptada, lo cierto es que hay varias hip\u00f3tesis que intentan explicar c\u00f3mo debi\u00f3 suceder. La m\u00e1s conocida es que una antigua archaea con metabolismo anaerobio \u00abintegr\u00f3\u00bb una bacteria capaz de metabolizar el ox\u00edgeno. Otra hip\u00f3tesis es la del \u00ab<a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41564-019-0406-9\">flujo reverso<\/a>\u00bb en la que un hospedador organotr\u00f3fico arqueano se alimentar\u00eda de compuestos org\u00e1nicos y sus desechos proporcionar\u00edan un flujo de electrones o de hidr\u00f3geno a su simbionte bacteriano que para aprovecharlos totalmente usaba el ox\u00edgeno como aceptor final de sus rutas metab\u00f3licas. Pero el grupo de Imachi propone un modelo en el que la c\u00e9lula hospedadora necesita adaptarse al uso del ox\u00edgeno, ya que el momento de la aparici\u00f3n de la endosimbiosis coincide con los altos niveles de ox\u00edgeno en la atm\u00f3sfera debidos a la acci\u00f3n de las <a href=\"http:\/\/curiosidadesdelamicrobiologia.blogspot.com\/2008\/07\/colisiones-y-cambio-climtico.html\">cianobacterias fotosint\u00e9ticas<\/a> y en el que el <em>menage-a-trois<\/em> sintr\u00f3fico tiene un papel esencial, ya que el hidr\u00f3geno no se derivar\u00eda al endosimbionte, sino al \u00abcolega\u00bb sintr\u00f3fico. Han denominado al modelo como E<sup>3<\/sup> porque se requieren tres etapas: enredamiento-engullimiento y endog\u00e9nesis (<em>entangle\u2013engulf\u2013endogenize<\/em>). En la siguiente figura se esquematiza dicho proceso. <\/p>\n<figure id=\"attachment_132534\" aria-describedby=\"caption-attachment-132534\" style=\"width: 612px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/eukaryogenesis-asgard.jpg\"><img decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-132534\" title=\"eukaryogenesis-asgard\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/files\/2020\/01\/eukaryogenesis-asgard-1024x365.jpg\" alt=\"\" width=\"612\" height=\"182\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-132534\" class=\"wp-caption-text\">En <strong>a<\/strong>, la arquea ancestral anaerobia (azul) tendr\u00eda un metabolismo fermentativo que le permitir\u00eda degradar amino\u00e1cidos y as\u00ed producir \u00e1cido f\u00f3rmico e hidr\u00f3geno que ser\u00edan aprovechados por una bacteria reductora del sulfato (SRB) con la que tendr\u00eda una colaboraci\u00f3n sintr\u00f3fica. La SRB produce sulfh\u00eddrico que reacciona con el ox\u00edgeno, y as\u00ed se evitar\u00eda el efecto t\u00f3xico de dicho gas sobre ambos microorganismos. En <strong>b<\/strong>, una alfaproteobacteria (en rojo) queda enredada (<em>entangled<\/em>) en las protusiones de la arquea. La proteobacteria es capaz de utilizar el ox\u00edgeno y ahora forma parte del <em>menage-a-trois<\/em> sintr\u00f3fico. En <strong>c<\/strong> la interacci\u00f3n entre la arquea y la alfaproteobacteria es cada vez m\u00e1s \u00edntima, hasta que se desarrolla la endosimbiosis completa y la aparici\u00f3n de la membrana nuclear que se muestra en <strong>d<\/strong>. La sintrof\u00eda con la SRB puede seguir d\u00e1ndose o no. En <strong>e<\/strong> lo que se ha desarrollado es el transportador ADP\/ATP y finalmente en <strong>f<\/strong> tenemos la endosimbiosis completa en la que el endosimbionte se encarga del catabolismo y generaci\u00f3n de ATP, mientras que el hospedador se encarga del anabolismo. La asociaci\u00f3n sintr\u00f3fica con la SRB ya no es necesaria. Origen de la imagen <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-019-1916-6\">Imachi et al. 2020<\/a><\/figcaption><\/figure>\n<p>Como vemos, todav\u00eda quedan much\u00edsimos interrogantes &#8211; El n\u00facleo, \u00bfaparece antes o despu\u00e9s de la endosimbiosis? \u00bfC\u00f3mo y cu\u00e1ndo aparecen los genes comunes a las lokiarqueotas y a los eucariotas? \u00bfCu\u00e1ndo comenz\u00f3 la bacteria endosimbionte a perder sus genes y que parte de ellos se transfiriesen al genoma de la c\u00e9lula hospedadora? \u00bfPor qu\u00e9 la sintrof\u00eda con la proteobacteria deriv\u00f3 en una endosimbiosis y no la relaci\u00f3n sintr\u00f3fica con la SRB? Pero como dicen en el <em>News and Views<\/em> dedicado al art\u00edculo de Ichima, esto trabajo de una d\u00e9cada parece que ha dado algo m\u00e1s de luz al asunto.<\/p>\n<p>Bibliograf\u00eda<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/d41586-020-00039-y\">Meet the relatives of our cellular ancestor<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-019-1916-6\">Isolation of an archaeon at the prokaryote\u2013eukaryote interface<\/a><\/p>\n<p>(*) En el art\u00edculo original no dicen nada de \u00abhallar\u00bb como ha salido en la prensa. Y aunque s\u00ed que parece que han conseguido aislar a la arquea <em>Prometheoarchaeum syntrophicum<\/em>, para realizar la mayor parte del trabajo han usado co-cultivos con la arquea <em>Methanogenium<\/em> o cultivos \u00ab<em>highly purified<\/em>\u00bb en los que el 90% de los microorganismos presentes es la arquea <em>P. syntrophicum<\/em>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00bfHa visto \u00abEl Padrino\u00bb? Entonces recordar\u00e1 la secuencia que sigue al fragmento que abre esta entrada \u00bfLlamar\u00eda usted a la asociaci\u00f3n entre Vito Corleone y el productor Waltz una \u00abcooperaci\u00f3n\u00bb? Seguro que no, aunque ambos al final obtienen un beneficio. Vito ha conseguido que su protegido sea el protagonista de la pel\u00edcula y Waltz consigue un \u00e9xito cinematogr\u00e1fico. Pero creo que el caballo de Waltz no opinar\u00eda lo mismo. Pues con el evento de endosimbiosis que dio lugar a la aparici\u00f3n de los eucariotas sucede lo mismo. Probablemente se origin\u00f3 gracias a una asociaci\u00f3n entre una arquea y una bacteria,\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":207,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[35326],"tags":[846,35341,451],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132532"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/users\/207"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=132532"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132532\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132543,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132532\/revisions\/132543"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=132532"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=132532"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=132532"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}