Un estudio publicado recientemente por la revista eLife1 detalla las causas del cambio en el estilo de vida de ciertas bacterias marinas, en el que pasan de coexistir simbióticamente con las algas a matarlas repentinamente.
Las simbiosis entre hongo y alga u hongo y cianobacteria pueden ser de tipo antagonista, comensalista o mutualista. De cualquier manera, estas categorías no son exclusivas y en algunos casos las relaciones pueden cambiar con el tiempo. Un ejemplo de estas relaciones se da entre las bacterias marinas del grupo Roseobacter que se emparejan y coexisten con el fitoplancton en una interacción mutuamente beneficiosa. El fitoplancton proporciona a Roseobacter materia orgánica útil para su crecimiento (azúcares, aminoácidos…) y Roseobacter a cambio proporciona vitaminas y factores promueven el crecimiento del fitoplancton.
Sin embargo, los resultados de la investigación de Noa Barak-Gavish, del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales, del Instituto Weizmann, Israel, han revelado que las bacterias del grupo Roseobacter experimentan un “cambio de estilo de vida”, pasando de la coexistencia a la patogenicidad, donde “matan” a sus anfitriones de fitoplancton.
Las investigaciones de las bases moleculares y metabólicas de este cambio en este grupo de bacterias se llevaron a cabo en Sulfitobacter D7 durante su interacción con un fitoplancton cosmopolita, Emiliania huxleyi, analizando los cambios en el transcriptoma bacterianos, en respuesta a exudados derivados del alga en diferentes estadios de crecimiento.
En modo patógeno, Sulfitobacter D7 regulaba al alza la motilidad flagelar y diversos sistemas de transporte, presumiblemente para maximizar la asimilación de los metabolitos derivados de E. huxleyi (liberados tras la muerte celular). El dimetilsulfoniopropionato (DMSP) producido por las algas fue una de las moléculas desencadenantes de la transición hacia el modo patógeno. Los investigadores descubrieron que las transiciones: coexistencia-patogenicidad eran posibles por la presencia de metabolitos adicionales. Específicamente, el benzoato producido por algas promueve el crecimiento de Sulfitobacter D7 y obstaculiza el cambio de estilo de vida, hacia la patogenicidad, inducido por DMSP.
Desde un punto de vista ecológico, este “cambio de estilo de vida” bacteriano, durante la proliferación de las algas, específicamente durante la floración de fitoplancton, las bacterias heterótrofas apoyan el crecimiento de las algas y se benefician de la materia orgánica liberada en la ficosfera. Sin embargo, a medida que avanza la floración, varios factores, entre los que se incluye el agotamiento de los nutrientes, pueden comprometer el desarrollo de algas y su capacidad para proporcionar “monedas metabólicas” esenciales para el crecimiento de las bacterias. Este estado fisiológico “estresado” de las algas es detectado por las bacterias, y la respuesta es cambiar su comportamiento hacia la patogenicidad. Con esto consigue los nutrientes que necesita, a partir de la muerte de las algas.
Estas interacciones, según Assaf Vardi, coautor de la investigación:
“son un componente subestimado en la regulación de la dinámica de la floración de algas y estudiarlas podría proporcionar información sobre su impacto en los ciclos del carbono y el azufre”.
Más información en:
- Barak-Gavish N, Dassa B, Kuhlisch C, et al. Bacterial lifestyle switch in response to algal metabolites. eLife. 2023;12:e84400. DOI: 10.7554/eLife.84400
Aprende mucho más con nuestro MÁSTER EXPERIMENTAL EN TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS AVANZADAS.
