Un nuevo estudio examina la relación simbiótica entre dos tipos de bacterias y spittlebugs que ayuda al insecto a vivir con alimentos muy bajos en nutrientes. Las bacterias usan un "truco" metabólico también empleado por las células cancerosas para crear las condiciones adecuadas para convertir a los pobrescomida en los bloques de construcción necesarios para la supervivencia.
El estudio, "División sintrófica del metabolismo central del carbono en células hospedadoras que portan bacterias simbióticas funcionalmente diferentes", publicado el 29 de abril en la revista del Sociedad Internacional de Ecología Microbiana .
Los Spittlebugs obtienen su nombre de la saliva burbujeante que crean en las ramas de las plantas. Los racimos de saliva evitan que se sequen y les permite esconderse de los depredadores. Allí se alimentan de la savia de la planta de xilema, un alimento de muy bajo valor; el transporte de xilemaagua y minerales desde las raíces de la planta hasta sus hojas.
"Ningún animal debería poder subsistir solo con xilema; en realidad es solo agua y algunos nutrientes", dijo la autora principal Nana Ankrah, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Angela Douglas, Daljit S. y Elaine Sarkaria, profesora deFisiología y toxicología de insectos en el Departamento de Entomología de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida.
Las respuestas sobre cómo sobreviven estos insectos se encuentran en dos tipos de bacterias que viven en órganos separados de spittlebug, llamados bacteriomas; uno es rojo, el otro naranja. Otros insectos similares que se alimentan de la savia de la planta tienen un solo compañero bacteriano para ayudar a producir-ácidos de calidad, los componentes básicos de las proteínas.
"Queríamos entender si había alguna ventaja de tener dos simbiontes bacterianos en esta dieta muy pobre", dijo Ankrah.
Los investigadores recolectaron spittlebugs locales, eliminaron sus bacteriomas rojos y naranjas, incubaron las bacterias por separado en glucosa y realizaron experimentos metabólicos y simulaciones de modelos informáticos
Descubrieron que el bacterioma rojo utiliza un proceso conocido como glucólisis aeróbica para procesar la glucosa, a partir del cual las bacterias sintetizan siete aminoácidos esenciales. El subproducto de piruvato y lactato asimila dos subproductos de este proceso, el bacterioma naranja, para crear moléculas de ATP,que producen energía para las células. El aumento de energía del ATP permite que las bacterias en el bacterioma naranja produzcan tres aminoácidos esenciales adicionales que requieren una gran cantidad de energía para producir.
Tener dos socios bacterianos en lugar de uno funciona porque tienen este método para intercambiar productos de una bacteria a otra para aumentar la energía total disponible para ellos, dijo Ankrah.
Los investigadores se sorprendieron al encontrar la glucólisis aeróbica en estas bacterias, ya que las células cancerosas emplean el mismo proceso para sobrevivir, con un subconjunto de células cancerosas sometidas a glucólisis y produciendo piruvato y lactato, que otro subconjunto de células cancerosas consume para crear energía.
"Hasta donde sabemos", dijo Ankrah, "nuestro artículo es la primera demostración de la glucólisis aeróbica como estrategia para facilitar la producción de aminoácidos en las simbiosis".
Los estudios futuros investigarán la glucólisis en otras asociaciones de insectos y bacterias, dijo.
Douglas es coautor principal de Ludmilla Aristilde, profesora asociada adjunta en el Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental en CALS.
El estudio fue financiado por la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Krishna Ramanujan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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