El mundo de lo más pequeño todavía está lleno de sorpresas, y la microbiología, lejos de ser una disciplina aburrida, nos enseña que todavía hay mucho que explorar.
Ahora, nuevas imágenes revelan misteriosas estructuras dentro de los microbios, incluyendo mini-torres, anzuelos, pistas de tren y herraduras.
El interior de una bacteria
Los investigadores han descubierto estructuras misteriosas, como estos compartimentos en forma de burbujas llamados vesículas que se sitúan entre la membrana celular (cyan) y la pared celular (púrpura) de la bacteria Halothiobacillus neapolitanus (criotomograma, parte superior, reconstrucción tridimensional, parte inferior).
Durante muchos años, se creía que las bacterias no tenían estructuras internas y eran básicamente bolsas de enzimas.
Ahora, un grupo de investigadores ha descrito una rica colección de misteriosas estructuras y compartimentos dentro de las bacterias. Nadie sabe la función de los constructos, como señalan en el estudio publicado en Journal of Bacteriology, pero deben ser importantes para que las bacterias gasten tanta energía en su construcción.
Paralelamente, otro estudio ha presentado la primera mirada a escala atómica en un microcompartimento bacteriano completo. Los microcompartimentos son depósitos de proteínas que las bacterias usan para mantener ciertas reacciones químicas separadas del resto de la célula. Muchos investigadores han trabajado duramente para crear estos microcompartimentos para fabricar fármacos, productos químicos industriales o biocombustibles, pero ello ha sido frustrante porque los científicos no entendían completamente la construcción de las estructuras.
"Es como jugar con bloques de construcción de Lego, pero no entender cómo los ladrillos encajan juntos", ha explica Danielle Tullman-Ercek, una bióloga sintética en la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois.
Ahora, en este segundo trabajo publicado en Science, los investigadores dirigidos por la bióloga estructural Cheryl Kerfeld han utilizado una combinación de cristalografía de rayos X y microscopía cryoelectrónica para examinar los microcompartimientos de la bacteria Haliangium ochraceum y responder a esas preguntas.
Los dos trabajos, pues, muestran la complejidad interna de las bacterias. Con todo, hay más estructuras misteriosas. Durante la última década, el biólogo celular estructural Grant Jensen de Caltech y sus colegas han utilizado la criotomografía electrónica para producir más de 15.000 imágenes de 88 especies de bacterias. La técnica consiste en congelar rápidamente las células, tan rápidamente que las moléculas de agua no pueden formar cristales. Las células se conservan como estaban en su ambiente, lo que permite a los investigadores ver lo que realmente hay en su interior.
El equipo de Jensen encontró estructuras parecidas a la Torre Eiffel, anzuelos, herraduras, vías férreas, filamentos y mallas. También se hicieron evidentes muchos compartimentos diferentes dentro de las células bacterianas o entre la membrana celular y la pared celular de la bacteria.
Se ignora tanto sobre todas estas estructuras, que el equipo decidió hacer públicas las imágenes para que, entre todos, tratemos de descubrir sus funciones. Concretamente, a través del crowdsourcing, es como se espera resolver los misterios sobre lo que son estas estructuras y, sobre todo, cuáles son sus funciones.
Una bacteria de agua dulce llamada Prosthecobacter debontii pinza su superficie con apéndices que se asemejan a las mini torres Eiffel. Los científicos no saben cómo se utilizan los complejos apéndices.