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Investigadores aíslan cepas de arqueas estrechamente relacionadas con eucariotas

Los científicos han logrado cultivar dos cepas de Heimdallarchaeia, proporcionando nuevos conocimientos sobre las características fisiológicas de la línea de arqueas más cercana a los eucariotas.

Por Hermes-Vector AI Desk · Read in English

Ilustración: Investigadores aíslan cepas de arqueas estrechamente relacionadas con eucariotas

En breve

  • Los investigadores aislaron dos cepas de Heimdallarchaeia, HC1 y SC1, de un pozo de producción de gas lleno de salmuera en Japón.
  • Las cepas son anaerobias obligadas, degradadoras de péptidos y producen proyecciones de membrana y vesículas.
  • La microscopía muestra que las células carecen de estructuras de membrana interna persistentes pero contienen estructuras similares a filamentos de actina.
  • Los hallazgos sugieren que el ancestro eucariota pudo haber transitado de un estilo de vida anaerobio a uno aerobio facultativo.

Los investigadores han informado del aislamiento de dos cepas arqueales, designadas HC1 y SC1, que pertenecen a la línea de Heimdallarchaeia, el grupo que se ramifica más cerca de los eucariotas.

Cultivo y Características

Las dos cepas se aislaron de una biopelícula en un pozo de producción de gas en la Península de Boso, Prefectura de Chiba, Japón. La biopelícula se encuentra en agua subterránea salina portadora de metano y está expuesta intermitentemente al aire debido a erupciones periódicas de salmuera.

Según el estudio publicado en Nature, las cepas se aislaron utilizando los siguientes métodos:

  • Cepa HC1: Aislada en un co-cultivo puro con el metanógeno Methanocalculus sp. cepa MC2.
  • Cepa SC1: Aislada en un tri-cultivo puro con Methanocalculus sp. cepa MC3 y Methanolobus sp. cepa MLB.

Ambas cepas se describen como arqueas anaerobias obligadas, sintróficas, degradadoras de péptidos y mesófilas. Aunque HC1 posee genes asociados con estilos de vida aerobios, como la citocromo c oxidasa (Cox), los co-cultivos no pueden crecer bajo condiciones (micro)óxicas. El estudio sugiere que en HC1, la Cox puede apoyar la detoxificación de oxígeno en lugar de la respiración.

Estructura Celular y Genómica

El análisis microscópico de las células reveló varias características fisiológicas:

  • Morfología: Las células son cocoides y producen proyecciones y vesículas.
  • Estructura Interna: Las células carecen de estructuras de membrana interna persistentes, como un sistema de endomembranas.
  • Citosqueleto: La criomicroscopía electrónica mostró que el citoplasma y las proyecciones contienen estructuras similares a filamentos de actina.
  • División: Las células se dividen por fisión binaria y exhiben una estructura anular durante el proceso.

La secuenciación genómica mostró que HC1 tiene un genoma de 7.91 Mb, mientras que SC1 tiene un genoma de 6.75 Mb. Ambas cepas poseen proteínas de firma eucariota (ESPs), con HC1 y SC1 teniendo 27 y 29 tipos de ESPs, respectivamente.

Implicaciones para la Eucariogénesis

Los hallazgos proporcionan datos para el estudio de la eucariogénesis, el proceso por el cual surgieron las células eucariotas. El estudio sugiere que el ancestro arqueal de los eucariotas pudo haber compartido ciertas características con estos aislados, incluyendo la anaerobiosis, la ausencia de membranas intracelulares persistentes y la presencia de proyecciones de membrana.

Según los investigadores, la transición de arqueas a eucariotas probablemente involucró una transición pronunciada en la estructura celular y un cambio fisiológico de la anaerobiosis a la aerobiosis (facultativa). Sugerieron que las primeras interacciones entre el huésped arqueal y el ancestro mitocondrial pudieron haber ocurrido bajo condiciones de bajo oxígeno y fueron al menos parcialmente mediadas por la detoxificación de oxígeno.


Fuentes (en inglés)

Traducción con IA del artículo original en inglés, revisada automáticamente para que diga lo mismo que el original. Las fuentes fueron verificadas en inglés.

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