Estudio arroja luz sobre el origen de formas de vida complejas
Los investigadores lograron cultivar una arquea especial y caracterizarla aún más utilizando métodos microscópicos. Este miembro de las arqueas de Asgard exhibe características celulares únicas y puede representar un «eslabón perdido» evolutivo para formas de vida más complejas, como animales y plantas. Todas las formas de vida en la tierra se dividen en tres dominios principales: eucariotas, bacterias y arqueas. Los eucariotas incluyen los grupos de animales, plantas y hongos. Sus células son generalmente mucho más grandes y, a primera vista, más complejas que las células de bacterias y arqueas. El material genético de los eucariotas, por ejemplo, está empaquetado en un núcleo celular y las células también tienen una gran cantidad de otros compartimentos. La forma y el transporte de las células dentro de la célula eucariota también se basan en un citoesqueleto extenso. Pero, ¿cómo se produjo el salto evolutivo hacia células eucariotas tan complejas?
La mayoría de los modelos actuales asumen que las arqueas y las bacterias jugaron un papel central en la evolución de los eucariotas. Se cree que una célula eucariota primordial evolucionó a partir de una estrecha simbiosis entre arqueas y bacterias hace unos dos mil millones de años. En 2015, los estudios genómicos de muestras ambientales de aguas profundas descubrieron el grupo de las llamadas «arqueas de Asgard», que en el árbol de la vida representan a los parientes más cercanos de los eucariotas. Las primeras imágenes de células de Asgard se publicaron en 2020 a partir de cultivos de enriquecimiento de un grupo japonés. El grupo de trabajo de Christa Schleper en la Universidad de Viena ahora ha logrado por primera vez cultivar un representante de este grupo en concentraciones más altas. Proviene de los sedimentos marinos de la costa de Piran, Eslovenia, pero también es habitante de Viena, por ejemplo en los sedimentos de las orillas del Danubio. Debido a su crecimiento a altas densidades celulares, este representante puede estudiarse particularmente bien. «Fue muy delicado y laborioso obtener este organismo extremadamente sensible en un cultivo estable en el laboratorio», informa Thiago Rodrigues-Oliveira, postdoctorado en el grupo de trabajo Archaea de la Universidad de Viena y uno de los primeros autores del estudio.
El notable éxito del grupo vienés en el cultivo de un representante altamente enriquecido de Asgard finalmente permitió un examen más detallado de las células por microscopía. Los investigadores de ETH del grupo de Martin Pilhofer utilizaron un microscopio crioelectrónico moderno para tomar fotografías de células congeladas. «Este método permite una visión tridimensional de las estructuras celulares internas», dice Pilhofer. «Las células están formadas por cuerpos celulares redondos con extensiones celulares delgadas, a veces muy largas. Estas estructuras similares a tentáculos a veces incluso parecen conectar diferentes cuerpos celulares entre sí», dice Florian Wollweber, quien ha pasado meses rastreando células. bajo el microscopio. Las células también contienen una extensa red de filamentos de actina que se cree que son exclusivos de las células eucariotas. Esto sugiere que las estructuras citoesqueléticas extensas surgieron en las arqueas antes de la aparición de los primeros eucariotas e informa las teorías evolutivas en torno a este evento importante y dramático en la historia de la vida. “Nuestro nuevo organismo, llamado Lokiarchaeum ossiferum, tiene un gran potencial para proporcionar nuevos conocimientos innovadores sobre la evolución eucariota temprana”, comenta la microbióloga Christa Schleper. “Tomó seis largos años obtener un cultivo estable y altamente enriquecido, pero ahora podemos usar esta experiencia para realizar muchos estudios bioquímicos y también para cultivar otras arqueas de Asgard”. Además, los científicos ahora pueden usar los nuevos métodos de imagen desarrollados en ETH para estudiar, por ejemplo, las interacciones cercanas entre las arqueas de Asgard y sus socios bacterianos. Los procesos biológicos celulares básicos, como la división celular, también pueden estudiarse en el futuro para arrojar luz sobre el origen evolutivo de estos mecanismos en eucariotas. (Y YO)
(Esta historia no ha sido editada por el equipo de Devdiscourse y se genera automáticamente a partir de un feed sindicado).
