Bacterias del océano polar ártico expresan una proteína fotoactiva incluso cuando no hay luz

Un trabajo con participación del CSIC ha analizado secuencias genéticas de los microorganismos del Ártico durante la noche polar. En diciembre, cuando la oscuridad es total, la expresión de la proteína fotoactiva proteorodopsina es sorprendentemente alta; es mayor incluso que en los meses de junio y julio.

 

El rompehielos Amundsen, atrapado en el mar helado, durante la campaña. Imagen: Montse Coll.Hay bacterias que capturan la energía de la luz solar para sobrevivir. Lo hacen gracias a la proteorodopsina (PR), una proteína fotoactiva que permite a la bacteria crecer y orientarse. Lo esperable es que las bacterias expresen esa proteína cuando la necesitan, es decir, cuando hay luz pero no cuando hay oscuridad.

Ahora, científicos del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, de la Universidad de Montreal (Canadá) y la Universidad Laval (Canadá) han hecho este sorprendente descubrimiento: algunas bacterias del Ártico siguen expresando la proteorodopsina durante los meses de invierno, en la larga noche polar. Eso sugiere, explica Carles Pedrós Alió, investigador del CSIC y autor principal, “que la expresión sostenida de esta proteína fotoactiva debe tener alguna otra función y dar a las bacterias alguna ventaja competitiva que les permite sobrevivir en la oscuridad”.

Las bacterias árticas, explican los autores en su trabajo, siguen expresando la proteorodopsina durante los meses de diciembre a enero, en el Ártico canadiense. De hecho, explica Pedrós Alió, “lo sorprendente es que la mayor expresión de proteorodopsina la hemos detectado en diciembre, cuando la oscuridad es total, siendo incluso mayor que en julio”. La noche polar en el ártico canadiense se prolonga desde finales de noviembre hasta finales de enero.

A partir de enero, la expresión de la proteorodopsina decrece pero se mantiene activa, con dos momentos en los que se da un aumento de la expresión: en abril y en junio-julio, aunque los niveles de expresión no son tan altos como los que se dan diciembre.

Atrapados en el hielo

El trabajo, que se publica en The ISME Journal, revista de la International Society for Microbial Ecology (ISME), es uno de los resultados de una innovadora campaña oceanográfica realizada desde noviembre hasta junio de 2008. Tras haber partido de Quebec, el rompehielos canadiense Amundsen permaneció en aguas del Ártico canadiense hasta que se formó el hielo con la llegada del frío. En aquella expedición (ver enlace debajo) participaron más de 350 científicos de 27 países, trabajando en turnos de seis semanas.

De esa forma, literalmente atrapados en el hielo, pudieron tomar muestras de los microorganismos que se hallan en el inaccesible mar helado, bajo una capa de hielo de más de un metro de grosor, durante los meses de oscuridad. Son estas muestras las que se han analizado y sobre las cuales ahora presentan los resultados. Los resultados arrojan nuevas incógnitas sobre las estrategias de supervivencia y la biodiversidad de los microorganismos.  

“Tal vez”, aventura Pedrós Alió, “las bacterias aprovechan la sensibilidad a la luz de la proteorodopsina para acercarse a los animales marinos como peces, crustáceos o calamares, que con mucha frecuencia son bioluminiscentes. Esto les daría la oportunidad de acercarse a una fuente alimento durante la época más difícil del año”.

Artículo de referencia:
Dan Nguyen, Roxane Maranger, Vanessa Balagué, Montserrat Coll-Lladó, Connie Lovejoy and Carlos Pedrós-Alió. Winter diversity and expression of proteorhodopsin genes in a polar ocean. The ISME Journal. doi: 10.1038/ismej.2015.1 http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej20151a.html


Campaña International Polar Year - Circumpolar Flaw Lead System Study. http://umanitoba.ca/faculties/environment/departments/ceos/research/cfl.html

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