{"id":132896,"date":"2022-12-23T09:22:09","date_gmt":"2022-12-23T08:22:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/?p=132896"},"modified":"2022-12-23T19:13:26","modified_gmt":"2022-12-23T18:13:26","slug":"el-citoesqueleto-de-loki","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2022\/12\/23\/132896","title":{"rendered":"El (cito)Esqueleto de Loki"},"content":{"rendered":"
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Loki, el se\u00f1or del caos, reinando en Asgard (Marvel Studios).<\/figcaption><\/figure>\n

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Las arqueas asgardianas no son un nuevo grupo de superhero\u00ednas de la Marvel. Son un tipo de microorganismos procariotas descubiertos en el a\u00f1o 2015 en unos sedimentos provenientes de la chimenea hidrotermal conocida como \u00abCastillo de Loki<\/a>\u00bb en las profundidades del Oc\u00e9ano \u00c1rtico. En el mundo de la microbiolog\u00eda y la evoluci\u00f3n, las arqueas pertenecientes al superphylum<\/em> Asgard son famosas porque se piensa que, hace unos 2.000 millones de a\u00f1os, uno de sus antecesores fue el que consigui\u00f3 establecer una endosimbiosis con una proteobacteria, dando lugar a la primera c\u00e9lula eucariota, de la cual descendemos.<\/p>\n

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El Castillo de Loki (Wikipedia<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

En la anterior entrada del blog<\/a> Mingo y Miguel nos explicaron la conservaci\u00f3n filogen\u00e9tica del agrupamiento dcw<\/em>, donde se encuentran los genes encargados de que se sintetice la pared bacteriana y del divisoma. Entre esos genes hay unos cuantos que codifican para prote\u00ednas con funci\u00f3n estructural como FtsZ y FtsA, que son hom\u00f3logos de las prote\u00ednas eucariotas tubulina y actina respectivamente. Tambi\u00e9n hay hom\u00f3logos en las arqueas y eso indica que el ancestro de todas esas prote\u00ednas surgi\u00f3 antes de la separaci\u00f3n entre los diferentes dominios. Pero tambi\u00e9n hay otras prote\u00ednas que solo se encuentran en uno de los dominios y no en los otros. Cuando uno se pone a comparar las secuencias de las prote\u00ednas presentes en bacterias, arqueas y eucariotas lo que aparece es un \u00e1rbol filogen\u00e9tico en el que las arqueas siempre est\u00e1n cerca de los eucariotas. De hecho, algunas arqueas tienen cientos de genes que codifican para prote\u00ednas que se postul\u00f3 que eran exclusivas de los eucariotas y que son conocidas como ESPs (por eukaryotic signature proteins<\/em>).<\/p>\n

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ESPs presentes en diferentes filos arqueanos. En la parte superior se indica en qu\u00e9 funciones est\u00e1n involucradas. Puede verse que en el superphylum Asgard se encuentran un gran n\u00famero de ellas. (Nature<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Cuando se descubrieron las arqueas asgardianas se encontr\u00f3 que sus genomas ten\u00edan un gran porcentaje de genes ESPs, entre ellos los que codifican para el sistema ESCRT, implicado en la arquitectura de las membranas intracelulares. Tambi\u00e9n se hallaron varios hom\u00f3logos de actina y de prote\u00ednas que se unen a actina muy conservados, lo que pod\u00eda indicar que esas arqueas poseen un citoesqueleto. Lo malo es que no parec\u00edan f\u00e1ciles de estudiar. En el 2020 se consigui\u00f3 aislar y crecer a la primera arquea asgardiana. Prometheoarchaeum syntrophicum<\/em> es un microbio de crecimiento muy lento (hasta 60 d\u00edas para duplicarse), muy peque\u00f1o, y con una morfolog\u00eda celular muy curiosa. Son unos peque\u00f1os cocoides que presentan unas delgadas protrusiones en su membrana. Se postul\u00f3 que esas protrusiones podr\u00edan estar presentes en la arquea ancestral que permiti\u00f3 la endosimbiosis mediante un modelo \u201cde dentro hacia fuera<\/a>\u201d. Es decir, la arquea ancestral proyect\u00f3 extrusiones que envolvieron a la bacteria simbionte y esas extrusiones se hicieron poco a poco m\u00e1s complicadas formando la envoltura nuclear y el ret\u00edculo endoplasm\u00e1tico. El otro modelo, mucho m\u00e1s conocido, es el \u201cde fuera hacia dentro\u201d, en el que se postula que la bacteria fue engullida por la arquea y tanto el n\u00facleo como el ret\u00edculo endoplasm\u00e1tico son el resultado de posteriores invaginaciones de la membrana.<\/p>\n

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Modelo de \u00abdentro hacia afuera\u00bb para explicar el origen de los eucariotas (David A Baum y Buzz Baum<\/a> )<\/figcaption><\/figure>\n

Ahora, el grupo liderado por Martin Pilhofer y Christa Schleper han conseguido crecer a la segunda arquea asgardiana y la han bautizado como Lokiarchaeum ossiferum<\/em><\/a>. Lo mejor de este microbio es que puede crecer heterotr\u00f3ficamente en anaerobiosis a 20\u00baC, se divide cada 7 a 14 d\u00edas y los cultivos pueden llegar a alcanzar densidades celulares de 5\u2009\u00d7\u2009107<\/sup> c\u00e9lulas por mililitro. Al analizar su genoma han encontrado que el 5% de sus genes son ESPs y que entre ellos hab\u00eda 4 hom\u00f3logos de la actina, y que fueron bautizados como lokiactinas. Su morfolog\u00eda recuerda a la de P. syntrophicum,<\/em> pero algo m\u00e1s grande y con unas protrusiones muy peculiares, ya que son ramificadas y con constricciones.<\/p>\n

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En a<\/strong> y b<\/strong>, im\u00e1genes SEM de c\u00e9lulas fijadas de L. ossiferum<\/em>. Son peque\u00f1as c\u00e9lulas cocoides con protuberancias extensas. Las barras de escala son 500 nm. En c<\/strong> y e<\/strong> se muestran los cortes de criotomogramas de\u00a0 c\u00e9lulas L. ossiferum<\/em>. En e<\/strong> y f<\/strong> se muestra la interpretaci\u00f3n de lo que se ve. Los ribosomas (flechas grises), filamentos citoesquel\u00e9ticos (flechas naranjas) y estructuras superficiales complejas (flechas azules). Para c<\/strong> y e<\/strong> las barras de escala son 100 nm (tomograma) y 1 \u00b5m (ampliaci\u00f3n 2D). En g<\/strong> y h<\/strong> se muestran las ampliaciones de los cortes de tomogramas en c<\/strong> y e<\/strong>, mostrando cadenas de ribosomas, prote\u00ednas complejas de superficie y filamentos (c\u00f3digo de color como en c-f) en una uni\u00f3n de un puente celular (g<\/strong>) y una parte constre\u00f1ida de la red de protrusi\u00f3n (h<\/strong>). Para g<\/strong> y h<\/strong>, barras de escala, 100 nm. En i<\/strong>–l<\/strong>, Cortes a trav\u00e9s de criotomogramas que muestran un conjunto putativo de quimiorreceptores (i<\/em>; indicado por una punta de flecha blanca) y diferentes tipos de conexiones entre cuerpos celulares y protrusiones (j<\/strong>–l<\/strong>). Las puntas de flecha coloreadas indican filamentos y estructuras superficiales como las definidas para c<\/strong>–f<\/strong>. Las puntas de flecha blancas en j<\/strong> indican densidades d\u00e9biles en el cuello de la uni\u00f3n. Grosor del corte, 9,02 nm (j<\/strong>) o 10,71 nm (i<\/strong> y k<\/strong>–l<\/strong>). Para i<\/strong>–l<\/strong>, barras de escala, 100 nm. (Rodrigues-Oliveira et al. 2022<\/a>).<\/figcaption><\/figure>\n

Mediante el uso de tomograf\u00eda crio-electr\u00f3nica han podido observar su organizaci\u00f3n intracelular. L. ossiferum<\/em> presenta una \u00fanica membrana celular que contiene estructuras bastante complejas. En su interior se observa un citoesqueleto formado por una serie de filamentos en doble h\u00e9lice que se extiende por las protusiones y las constricciones. Utilizando una inmunotinci\u00f3n han determinado que esos filamentos est\u00e1n compuestos por subunidades de Lokiactina. Los filamentos de este citoesqueleto se disponen cercanos a la periferia celular o en el interior de las protrusiones, de manera bastante similar a c\u00f3mo se dispone la actina de los ecuariotas.<\/p>\n

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Figura de la izquierda, modelo de filamentos de lokiactina (izquierda) en base a los resultados de criotomograf\u00eda comparado con un filamento de actina (centro) y otro de crenactina (derecha). Figura de la derecha, \u00e1rbol filogen\u00e9tico de las actinas.\u00a0(Rodrigues-Oliveira et al. 2022<\/a>).<\/figcaption><\/figure>\n

Quiz\u00e1s lo m\u00e1s interesante del art\u00edculo es que han desarrollado una t\u00e9cnica que permite crecer a este tipo de microorganismos de manera mucho m\u00e1s sencilla de lo que hasta ahora se ha hecho. Creo que nos esperan grandes sorpresas de esta nueva saga con nombre vikingo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

  Las arqueas asgardianas no son un nuevo grupo de superhero\u00ednas de la Marvel. Son un tipo de microorganismos procariotas descubiertos en el a\u00f1o 2015 en unos sedimentos provenientes de la chimenea hidrotermal conocida como \u00abCastillo de Loki\u00bb en las profundidades del Oc\u00e9ano \u00c1rtico. En el mundo de la microbiolog\u00eda y la evoluci\u00f3n, las arqueas pertenecientes al superphylum Asgard son famosas porque se piensa que, hace unos 2.000 millones de a\u00f1os, uno de sus antecesores fue el que consigui\u00f3 establecer una endosimbiosis con una proteobacteria, dando lugar a la primera c\u00e9lula eucariota, de la cual descendemos. En la anterior entrada\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":207,"featured_media":132897,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[35326,35309],"tags":[],"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\/132896"}],"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=132896"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132896\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132913,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132896\/revisions\/132913"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/media\/132897"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=132896"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=132896"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=132896"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}