Un equipo de investigadores de la Universidad de Jena descubrieron bacterias procariotas que pueden devorar otras células, un hallazgo sorprendente que se publicó esta semana en la revista mBio.

Recordemos que los organismos como los hongos, las plantas, los animales y los seres humanos, están formados por células eucariotas, que son las que tienen un núcleo y mitocondrias. Las mitocondrias suministran energía a las células eucariotas.

A diferencia de las eucariotas, las procariotas son organismos unicelulares. Esto significa que tienen una estructura más sencilla y son más pequeñas. Además, no tienen núcleo celular ni orgánulos como las mitocondrias.

El origen de las eucariotas se considera uno de los mayores enigmas de la biología: según la teoría actual, se cree que dos procariotas, una llamada arquea de Asgard y una bacteria, se fusionaron. La bacteria se desarrolló hasta convertirse en una mitocondria. Gracias a ella, este antepasado eucariota disponía de suficiente energía para desarrollarse hasta convertirse en las células más complejas que conocemos hoy en día.

Una característica definitoria de los eucariotas complejos es la endocitosis, es decir, la capacidad de devorar otras células. Sin embargo, hasta esta nueva investigación se consideraba energéticamente imposible que una célula procariota fuera capaz de realizar endocitosis, ya que la fuente de energía de la mitocondria se consideraba indispensable para ello.

Desde hace más de 10 años, el profesor Christian Jogler y su equipo han estado buscando un enfoque diferente para explicar la eucariogénesis. El investigador se centra en el grupo procariota de los planctomicetos, unas bacterias muy inusuales que algunos científicos consideran como posibles antecesores de los eucariotas debido a su particular biología celular.

“La idea de una ‘fusión’ de dos procariotas diferentes en un eucariota me parece incomprensible desde el punto de vista de la biología celular“, explica en un comunicado el microbiólogo, que lleva a cabo investigaciones en el clúster de excelencia Balance of the Microverse de la Universidad de Jena. “Nadie había observado nada parecido antes y un híbrido de este tipo probablemente no sería viable debido a las diferentes estructuras de membrana y mecanismos moleculares”, añade Jogler.

Un organismo unicelular “imposible”

En 2014, el equipo del profesor Jogler encontró nuevos planctomicetos en Heiligendamm, en el mar Báltico, lo que proporcionó argumentos a favor del origen planctomicetal de los eucariotas. “Estas bacterias cambian de forma, ‘caminan’ sobre superficies y fluyen unas alrededor de otras”.

En 2019, un equipo dirigido por Takashi Shiratori, de Japón, también descubrió y describió planctomicetos similares. Estos microorganismos incluso se alimentaban de otras bacterias y, por lo tanto, parecían refutar la doctrina de que los procariotas no podían ser capaces de realizar endocitosis por razones energéticas.

“Para ser sincero, al principio no creí al Dr. Shiratori”, dice Jogler. Por eso, él y su equipo intentaron inicialmente refutar la hipótesis de la endocitosis procariota. Sin embargo, después de un año de investigación intensiva, los investigadores ya no tienen dudas sobre la exactitud de los resultados de Shiratori.

En el artículo que han publicado ahora, presentan un organismo comparable que han aislado y caracterizado del Mar del Norte: Uabimicrobium helgolandensis. Estos procariotas también se alimentan de otras bacterias y, por lo tanto, ni siquiera deberían existir. Los investigadores han dado a este grupo de planctomicetos inusuales el nombre apropiado de “bacterias de presa”.

“Gracias a la secuenciación del genoma de Uabimicrobium helgolandensis, también pudimos desarrollar nuevas hipótesis sobre el mecanismo molecular de la absorción de las bacterias presa“, explica Jogler.

Este experto considera que los planctomicetos depredadores son el microbio Archaeopteryx, un organismo puente entre los procariotas y los eucariotas, y está convencido de que los planctomicetos desempeñaron un papel en la eucariogénesis, tal vez incluso en el origen de la vida misma.