La relación entre el calamar hawaiano y las bacterias bioluminiscentes que viven en su órgano de luz se ha estudiado durante décadas como un modelo de simbiosis. Ahora, los investigadores han utilizado una poderosa herramienta de análisis químico para identificar una pequeña molécula producida por la bacteria que parecejuegan un papel importante en su colonización del órgano de luz.
El estudio, publicado el 9 de marzo en la revista mBio , agrega una nueva arruga a la comprensión de los científicos de la señalización química involucrada en esta relación simbiótica icónica. "Es emocionante que todavía haya cosas nuevas por descubrir, incluso en un sistema tan bien estudiado", dijo la autora correspondiente Laura Sánchez.profesor asociado de química y bioquímica en UC Santa Cruz.
El calamar bobtail hawaiano es un pequeño calamar nocturno, del tamaño de un pulgar, que vive en aguas costeras poco profundas, se esconde en la arena durante el día y sale por la noche para cazar pequeños camarones y otras presas. El resplandor bioluminiscentede su órgano de luz se dirige hacia abajo y se ajusta para que coincida con la intensidad de la luz de la luna y las estrellas, eliminando la sombra del calamar y enmascarando su silueta. Esta estrategia de "contrailuminación" ayuda a ocultar al calamar tanto de los depredadores que viven en el fondo como de sus propias presas.
Un calamar bobtail juvenil está completamente libre de bacterias cuando nace por primera vez, pero en cuestión de horas su órgano de luz es colonizado por un tipo muy específico de bacteria llamada Vibrio fischeri. El calamar bebé ingresa a un ambiente repleto de miles de tipos de bacterias y millonesde células bacterianas por mililitro de agua de mar, de las cuales solo una pequeña fracción son V. fischeri. Sin embargo, solo esas bacterias especialmente adaptadas pueden establecerse dentro del órgano de luz.
"Es una simbiosis muy elegante", dijo Sánchez. Ya sabíamos que no todas las cepas de V. fischeri son iguales, algunas son mejores colonizadoras que otras, y queríamos saber si eso está siendo determinado por señales químicas.. "
El laboratorio de Sánchez utiliza una técnica llamada espectrometría de masas de imágenes, que permite a los investigadores visualizar directamente la distribución espacial de todo tipo de moléculas en una muestra, como una muestra de calamar o una colonia bacteriana. La mayoría de las técnicas para ver dónde se encuentran moléculas específicas en una muestramuestra implica etiquetar las moléculas objetivo. Pero la espectrometría de masas de imágenes permite investigaciones sin objetivo; en otras palabras, no es necesario que sepa lo que está buscando.
"Es muy difícil visualizar la química en un organismo", explicó Sánchez. "Con la espectrometría de masas de imágenes, estamos detectando directamente las sustancias químicas y sabemos en qué parte de la muestra se encuentran".
La molécula pequeña identificada en este estudio es un tipo de dicetopiperazina DKP, una gran familia de dipéptidos cíclicos. Esta DKP en particular, ciclo D-histidil-L-prolina, o cHP-3, se detectó directamenteen los órganos claros del calamar colonizado. También fue producido más abundantemente por cepas de V. fischeri que mostraron una mayor formación de biopelículas, lo que se correlaciona con la capacidad de colonización. Y finalmente, la suplementación de cultivos bacterianos con cHP-3 condujo a un aumento dependiente de la concentraciónen bioluminiscencia.
"Sabemos que se produce durante las primeras horas de la colonización cuando se establece la simbiosis, y también sabemos que influye en la luminiscencia bacteriana, y la bioluminiscencia y la colonización están ligadas", dijo Sánchez.
Los resultados indican que el cHP-3 es una señal química importante específica de esta simbiosis, pero los investigadores aún no han determinado exactamente cuál es su función o los detalles de sus interacciones.
"Estamos trabajando en eso ahora. No conocemos los mecanismos involucrados, pero están sucediendo muchas más cosas de las que pensamos", dijo Sánchez. "Los próximos pasos para nosotros son encontrar el grupo de genes quelo produce, y para saber qué tan ampliamente utilizado es ".
Además de Sánchez, los coautores del artículo incluyen investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago y la Universidad de Wisconsin, Madison. Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud y el Consorcio Biomédico de Chicago.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :