Los organismos que vemos a nuestro alrededor están formados por miles de millones o incluso billones de células. Los organismos multicelulares a menudo se consideran más complejos que los organismos unicelulares más pequeños. Los eucariotas, un grupo que incluye a los humanos, tienen células complejas capaces de formar grandes organismos multicelulares. Por otro lado, se pensaba que las bacterias y las arqueas eran células simples que nunca envejecían lo suficiente como para verse a simple vista. Sin embargo, nuevas técnicas han permitido la identificación de microbios capaces de crecer hasta un tamaño de varios cientos de micrómetros, unas 100 veces mayor que el tamaño medio de las bacterias conocidas.
Un grupo de investigadores de Francia y los Estados Unidos de América Estaban buscando microorganismos gigantes que vivían en el agua de mar dentro de los bosques de manglares, donde encontraron hebras de bacterias blancas de 1 centímetro de largo que crecían en hojas hundidas. Si bien se sabe que muchas especies bacterianas forman filamentos al unir varias células, cada filamento consta de un solo organismo largo. El grupo nombró a este organismo candidato Thiomargarita magnifica, que significa perla Magnifica (Thiomargarita) que aún no se ha cultivado en el laboratorio (candidato).
para entender cómo candidato Thiomargarita magnifica puede crecer bastante, y los investigadores han usado varios tintes diferentes para resaltar dónde se pueden formar segmentos dentro de la célula. Usando una técnica conocida como microscopía láser confocal, que utiliza un haz de luz enfocado y un agujero de alfiler especial que bloquea los objetos desenfocados para producir imágenes de todo en una muestra a cierta profundidad, el equipo encontró muchos compartimentos diferentes. Una de estas cámaras era una sola vacuola gigante, esencialmente un saco lleno de líquido, en el centro de la célula.
Muchas bacterias carecen de formas activas de transportar nutrientes. Por esta razón, deben confiar en la difusión química, el mismo proceso que hace que la leche se esparza lentamente en el café. En una escala de unos pocos micrómetros, la difusión es una forma efectiva de mover los nutrientes. Por otro lado, las células más grandes no pueden recibir los nutrientes esenciales lo suficientemente rápido con la difusión y se ven obligadas a permanecer pequeñas o morir.
Sin embargo, el equipo de investigación sugiere que al tener un gran hueco en su centro, ocupa mucho espacio interior, candidato Thiomargarita magnifica es capaz de reducir la distancia que los nutrientes necesitan para moverse dentro de la célula y, al mismo tiempo, mantener su tamaño gigantesco.
Si bien el gran compartimento vacuolar fue sorprendente, los investigadores también observaron muchos compartimentos pequeños unidos a la membrana dentro de la célula. El equipo tenía curiosidad por ver si estos fragmentos contenían ADN, lo que los haría similares al núcleo de los eucariotas. Cuando el equipo usó un tinte específico de ADN llamado DAPI, encontraron que miles de estos fragmentos contenían ADN. El equipo llamó a estos compartimentos Pepins.
Al contar todos los bibin teñidos con DAPI, el equipo de investigación descubrió que candidato Thiomargarita magnifica tenía más de 36.000 copias de su genoma. En comparación, nuestras células humanas contienen dos copias de nuestro genoma y se denominan células diploides. Con muchas copias de su genoma, este gigante es poliploide y puede usar estas copias individualmente para producir ARN.
La mayoría de los ribosomas también contienen ribosomas que usan ARN para producir proteínas. Esto significa que con su estructura larga, parecida a un junco, candidato Thiomargarita magnifica es capaz de crear nuevas proteínas en lugar de esperar a que sean transportadas a lo largo de miles de micrómetros para llegar al sitio deseado.
Los investigadores tenían curiosidad acerca de cómo podrían reproducirse bacterias de este tamaño. Al recolectar muchas muestras diferentes, encontraron que candidato Thiomargarita magnifica produce pequeños brotes desde el final de la celda que luego pueden crecer lentamente hasta convertirse en un gigante completamente maduro de aproximadamente un centímetro de largo. Durante la mayoría de las divisiones celulares, se producen proteínas que presionan el centro de la célula para comprimir la célula madre por la mitad, produciendo dos nuevas células. Sin embargo, este organismo parece carecer de muchas de estas proteínas. En cambio, tiene muchas copias de proteínas que alargan y dan soporte a la célula.
Encontrar bacterias que podamos ver a simple vista cuestiona muchas de las suposiciones que hacemos sobre la vida. El equipo señala que se necesita más investigación para comprender cómo este organismo recién descubierto regula el metabolismo, el tamaño y muchas otras funciones. Aunque los microbiólogos han aprendido mucho, siempre hay algo nuevo por descubrir cuando se trata de escalas de vida micro y macro.