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Investigadores alemanes sintetizan vitamina B12 a partir de dos bacterias que viven en el mar del Norte

Un trabajo publicado en la revista 'Nature' demuestra que dos bacterias marinas pueden elaborar juntas la vitamina clave para nuestro ecosistema

Gerrit Wienhausen (derecha) junto a Meinhard Simon
Gerrit Wienhausen (derecha) junto a Meinhard SimonMARCUS WINDUS
Actualizado

Un grupo de investigaci�n alem�n-americano dirigido por el microbi�logo Gerrit Wienhausen de la universidad de Oldemburgo, en Alemania, han demostrado por primera vez que las bacterias son capaces de interacciones complejas para producir conjuntamente una vitamina vital: B12.

Los cient�ficos realizaron varios experimentos donde analizaban la interacci�n entre dos especies de bacteria marina en el mar del norte en la s�ntesis de la vitamina B12. "Hemos podido demostrar que, cuando estas dos bacterias crecen juntas, pueden proporcionarse mutuamente la fracci�n que les falta y elaborar juntas la vitamina B12. Esto es totalmente nuevo", se�ala Meinhard Simon, profesor de microbiolog�a marina y coautor de este estudio a EL MUNDO. La s�ntesis de la vitamina B12, tambi�n conocida como cobalamina, es un proceso complejo que ocurre en bacterias, arqueas y algunas algas, pero no en plantas ni animales.

Para saber m�s

Como ocurre en los humanos, las algas no pueden producir vitamina B12 por s� mismas. Aunque es conocido que existen ciertas bacterias marinas que pueden producir esta vitamina a partir de componentes disponibles en su entorno acu�tico, esta investigaci�n se centr� en dos cepas de bacteria marina de los g�neros Roseovarius y Colwellia, estas producen cada una s�lo uno de los dos componentes b�sicos de la vitamina B12. Esto significa que s�lo pueden sintetizar la sustancia en cooperaci�n mutua.

Las mencionadas bacterias pueden interactuar entre s�, intercambiando los ligandos faltantes y facilitando as� la bios�ntesis conjunta de la vitamina B12. "Es fascinante lo complejas que pueden ser las interacciones entre bacterias, hasta ahora se desconoc�a una forma tan compleja de interacci�n entre ellas", explica Wienhausen respecto a los resultados del nuevo estudio realizados en el Centro de Investigaci�n Colaborativa Roseobacter.

La vitamina B12 es un elemento vital y muy escaso en el mar, as� como en otros lugares. El estudio no solo resaltaba la importancia de la vitamina B12 para el metabolismo de las dos bacterias investigadas, sino para muchos de los organismos marinos, "la mitad de las especies de algas no pueden sobrevivir sin esta vitamina" recalca el microbi�logo Wienhausen.

Es un factor de crecimiento esencial para "casi todos los microorganismos pro y eucariotas y los metazoos". Ellos suministran a todos los dem�s organismos B12, porque escasea en el medio ambiente y que, por tanto, requiere complejas interacciones entre procariotas productores de B12 (prot�trofos), y procariotas y eucariotas no productores pero que la necesitan (aux�trofos).

AN�LISIS E INTERACCI�N ENTRE BACTERIAS

Gracias al equipo innovador del laboratorio y las herramientas de �ltima tecnolog�a utilizadas, se pudo explorar y estudiar la interacci�n entre las dos cepas bacterianas con precisi�n y detalle. Seg�n las conclusiones de la investigaci�n, "las bacterias de la cepa Colwellia M166 sintetizan el componente b�sico m�s peque�o de la vitamina B12 y lo liberan en el agua circundante", por otra parte, la cepa Roseovarius M141 "no s�lo producen el componente mayor, que es el principal, sino que tambi�n son capaces de sintetizar la vitamina B12 que necesitan ambas cepas bacterianas a partir de la combinaci�n de ambos componentes".

Esto quiere decir que, la cepa Colwellia produce el ligando inferior, mientras que Roseovarius, el ligando superior. Cuando se complementan mutuamente con el ligando que les falta, las bacterias pueden crecer y producir vitamina B12 de manera adecuada.

Co-cultivo de bacteria marina
Co-cultivo de bacteria marinaUniversidad de Oldemburgo

No obstante, la cepa Roseovarius no libera la vitamina B12 por s� misma. El microbi�logo Simon, resalta que otro hallazgo importante, y "a�n m�s emocionante, es que la liberaci�n de vitamina B12, por una de las dos cepas de la bacteria, s�lo es posible a partir de la proliferaci�n de un virus dentro del genoma de esta bacteria (Colwellia), que se induce cuando la otra est� presente, lo que lleva al estallido de forma conjunta y libera la B12, poni�ndola a disposici�n de otros organismos del entorno", explica Simon.

Durante el proceso de observaci�n, los investigadores se preguntaban si ambas bacterias pod�an asignar B12 a otro aux�trofo (microorganismo). Al comienzo se observ� que el crecimiento de ambas bacterias no fue continuo, sino oscilante. Inicialmente, Roseovarius creci� primero, luego su crecimiento se detuvo y Colwellia comenz� a crecer.

Ante este proceso, se realizaron experimentos cultivando cada bacteria individualmente con la diatomea y el ligando complementario. Se encontr� que Colwellia y la diatomea crecieron bien juntas, lo que demuestra que esta cepa pudo asignar B12 a la diatomea. Por otro lado, la diatomea no creci� en co-cultivo con Roseovarius, lo que sugiere que Roseovarius no comparti� B12 con la diatomea.

�Qu� demuestra esta investigaci�n?

Estas bacterias se encuentran en todos los h�bitats marinos, desde las aguas m�s c�lidas a los mares polares, y desde la superficie marina hasta lo m�s profundo del oc�ano. "Estamos seguros de que interacciones similares suceden en otros ecosistemas, tal vez en el suelo, en el microbioma intestinal de diversos organismos, incluidos animales y seres humanos, posiblemente tambi�n en las superficies de las plantas. Pero es algo que debe de explorarse en un futuro pr�ximo", aclara el profesor. As� mismo, resalta que se tienen que "dilucidar los factores por los cuales el fago en el genoma de esta bacteria es realmente provocado e inducido, no sabemos esto todav�a", concluye Simon.

El estudio se realiz� con la ayuda de m�s de 60 investigadores de Oldemburgo, Braunschweig, Gotinga y Bonn durante los �ltimos 13 a�os dentro del Centro de Investigaci�n Colaborativa Transregional (CRC) Roseobacter, financiado por la Fundaci�n Alemana de Investigaci�n (DFG). Los diferentes estudios muestran que los investigadores han descubierto muchas cepas nuevas y han descrito por primera vez su distribuci�n y biogeograf�a funcional en los oc�anos del mundo. "Hasta la fecha se han publicado m�s de 280 art�culos cient�ficos basados en investigaciones realizadas en el marco del CRC".