La química biológica esclarece la evolución y adaptación ambiental de los microorganismos
La finalidad del proyecto BAGEL (Bacterial formation of glycerol (di)ether lipids: biogeochemical, (paleo)environmental and evolutionary implications) fue investigar las primeras muestras aisladas de bacterias reductoras de sulfato (SRB) mesófilas capaces de producir DGD. Estos lípidos combinan las características estructurales de las bacterias y las arqueobacterias y se encuentran principalmente en bacterias extremófilas, a pesar de que son frecuentes en ambientes no extremos y ecosistemas primitivos. A pesar de desconocerse los motivos por los cuales ha evolucionado la biosíntesis de lípidos de éter en las bacterias, su presencia en las bacterias mesófilas podría explicar la evolución de la vida celular y la divergencia entre las arqueobacterias y las bacterias. Se aplicó una combinación de técnicas de geoquímica orgánica (análisis de biomarcadores de lípidos) con ecología microbiana (ecofisiología bacteriana basada en la ultraestructura) a dos cepas de SRB mesófilas respecto de diferentes parámetros ambientales. Los socios del proyecto estudiaron la producción de DGD, especialmente en lo que respecta a la salinidad y la limitación de los nutrientes fósforo y nitrato. También se investigó el efecto del oxígeno sobre la estabilidad a largo plazo de los lípidos de alquilglicerol y la ultraestructura celular de las bacterias formadoras de DGD. Los resultados demostraron que las diferentes condiciones de estrés asociado a la salinidad y nutrientes inducían respuestas variables en la ultraestructura celular y en el contenido lipídico. Los cambios más importantes se observaron en condiciones de baja salinidad y concentraciones de nitrógeno, en las cuales los mono y dialquilgliceroles (MGM y DGD) parecen desempeñar una función similar a la de los ácidos grasos clásicos en la adaptación de la membrana. Un estudio del efecto del sustrato de crecimiento sobre la composición del alquilglicerol de ambas cepas, reveló la acumulación sin precedentes de ésteres cerosos (WE) en células desarrolladas con compuestos n-alquilo. Además de los WE, se encontraron los tioésteres cerosos (TWE) en los lípidos celulares de ambas cepas. Esta producción biológica de compuestos de azufre orgánico (TWE) en condiciones anóxicas naturales no tiene precedentes. Esto sugiere que la capacidad de producir WE y TWE es una característica de SRB mesófilas específicas. Por lo tanto, BAGEL presenta una nueva perspectiva de la capacidad biocatalítica de los WE y TWE. El proyecto también proporciona conocimientos nuevos sobre aspectos fundamentales de la ecología microbiana y la evolución de la biosíntesis de lípidos en procariotas.
Palabras clave
Bacterias, arqueobacterias, éteres no isoprenoides del glicerol, BAGEL, bacterias reductoras de sulfato, monoalquilgliceroles, dialquilgliceroles, ésteres cerosos, tioésteres cerosos, ultraestructura celular, adaptación ambiental
