Algunas bacterias pueden “sentir” el ácido de su entorno. Y su manera de adaptarse es mutar

Las bacterias son uno de esos organismos que podemos encontrar en lugares que en principio consideraríamos hostiles a la vida tal y como la conocemos. Un nuevo trabajo de investigación nos muestra la sorprendente capacidad de adaptación de esos seres unicelulares y nos muestra que las bacterias también tienen un sentido que no habíamos visto en este contexto: la capacidad de responder a la acidez.

Adaptación rápida. Un experimento en laboratorio ha permitido a un grupo de científicos observar un proceso evolutivo en una colonia de bacterias. Esta mutación se desata como respuesta a un cambio en el nivel de acidez en su entorno y permite a las bacterias responder a estas alteraciones.

El ciclo del hambre y de la abundancia. En su experimento, el equipo responsable del estudio tomó una colonia de bacterias perteneciente a la especie Escherichia coli (una vieja conocida por estar presente en nuestro cuerpo y por contar con variantes patógenas). La colonia de bacterias se sometió a una serie de ciclos en los que se alternaban periodos de abundancia de recursos con periodos de escasez.

Durante los periodos de escasez, los niveles acídicos aumentan en la colonia, tanto a nivel intracelular como a nivel extracelular. Es decir, el pH disminuye.

Cambios internos. Al introducir estos ciclos, el equipo halló un cambio en la bioquímica de estas bacterias, explica el equipo. Un cambio que se daba en la proteína Rho, en la cual un aminoácido de arginina pasaba a convertirse en uno de histidina. La proteína Rho desempeña un rol en la finalización de la transcripción del RNA.

Las consecuencias de este cambio no resultaron evidentes en un comienzo al equipo. Sin embargo un estudio más exhaustivo permitió observar que los cambios en esta proteína no venían solos.

Se dieron cuenta de que los cambios en Rho se correlacionaban con la mutación de un gen denominado “ydcI”. Estos cambios arrojaban algo de luz, ya que, aunque no sea mucho lo que sabemos de este gen, añade el equipo, existen indicios de que su papel se encuentre en la homoeostasis de los niveles de acidez.

Dentro y fuera del laboratorio. Tras el análisis in vitro, el equipo pasó a la búsqueda de la mutacióin in vivo. La buscaron en una bacteria menos conocida, Bartonella bacilliformis, causante de la enfermedad de Carrión. El motivo es que ya sabíamos que esta bacteria era capaz de sentir cambios en el nivel de acidez, ya que tiene que adaptarse a estos cuando pasa del interior alcalino de los insectos al pH neutro propio de la sangre humana.

También buscaron en las esponjas marinas. En este caso, el motivo es que estos organismos pueden hallarse cerca de fuentes hidrotermales, donde las aguas pueden también cambiar su acidez en función de las mareas y de la actividad hidrotermal.

El equipo halló este tipo de mutaciones en ambos contextos. Los detalles de su análisis pueden consultarse en un artículo publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Science.

No solo infecciones. Podría asumirse que las  aplicaciones médicas de este descubrimiento estarían en la cura de enfermedades infecciosas. Pero quizás no: las mutaciones de arginina a histidina también han sido detectadas en células cancerígenas.

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Imagen | CDC/Janice Haney Carr