Simbiosis.

Los experimentos en la Universidad de Wisconsin-Madison con un pequeño calamar que brilla en la oscuridad han descubierto una conversación compleja que permite al calamar recién nacidas para atraer a las bacterias simbióticas que brillan intensamente, que disfraza contra depredadores.

Cada vez más, los científicos reconocen que esa simbiosis juega un papel crítico en muchos procesos biológicos asociados a la salud humana y las enfermedades, dice el autor principal Margaret McFall-Ngai , profesor de microbiología médica e inmunología de la Universidad de Wisconsin-Madison.

El diálogo comienza cuando menos de cinco células bacterianas se adhieren a los calamares. Después de que el animal detecta la bacteria, el calamar responde de dos maneras: aumentando la descomposición de un azúcar que eventualmente guía las bacterias hacia él, en el órgano emisor de luz del calamar, y la producción de compuestos antimicrobianos que disuaden a otros tipos de bacterias.Durante décadas de estudio, ha quedado impresionado por la especificidad de la relación: Los calamares nacen estériles, pero en cuestión de horas, el agua que contiene miles de tipos de bacterias, seleccionan sólo aquel que necesitan, y luego darle un hogar, a cambio de su luz protectora.Los calamares son nativos del océano alrededor de Hawai. Durante el día, se esconden en el fondo del océano para su protección. Por la noche, mientras se alimentan, aparecen como sombras a los depredadores que mira para arriba contra la superficie del océano brillante. Pero cuando las bacterias se iluminan, los calamares están camuflados.

La cuestión de cómo el animal elige entre esos miles de otras células bacterianas tiene una gran importancia, McFall-Ngai dice, como una versión mucho más complicado de esta misma selección se produce después de un nacimiento humano. "Es notable, cuando nacen los seres humanos, que no están asociados con una muestra aleatoria de bacterias de su entorno. Tenemos que elegir a los microbios correctas."

En un estudio publicado hoy en Cell Host & Microbe , McFall-Ngai y primer autor Natacha Kremer, miembro asociado honorario en la microbiología médica en la Universidad de Lyon, Francia, señalan que las primeras bacterias, después de unir a los calamares, señal ancha cambios en la expresión génica de los calamares."Estábamos interesados ​​en cómo el calamar responde específicamente a las bacterias correctas, y cómo esto ocurre muy temprano en el contacto inicial", dice Caitlin Brennan , un co-autor que es un compañero post-doctoral en el laboratorio deNed Rubí , un profesor de microbiología médica en la Universidad de Wisconsin-Madison.

"Encontramos que las bacterias requieren de cebado; no van a nadar hacia la señal química a no ser que lo hayan visto de antemano. Las bacterias responden a su entorno, que el anfitrión está cambiando después de detectar la bacteria.. Estamos viendo una verdadera conversación entre el huésped y el simbionte ", dice Brennan. Después de la señalización de los calamares, las bacterias esperar un par de horas antes de entrar en nichos del órgano de luz del calamar, donde se multiplican y brillar en la noche y la protección de los animales contra los depredadores. Durante esta espera las emisiones de calamar se deben a una enzima para convertir la quitina, en un azúcar que sirve como un atrayente para las bacterias. Después de esta conversación química inicial, las bacterias se vuelven sensibles a la señal de "ven aquí" del calamar, y se mueven en el interior del calamar. Al mismo tiempo, un segundo cambio generalizado en la actividad del gen hace que los calamares para hacer el agente antimicrobiano.

Prácticamente todos los organismos superiores coexisten con las bacterias, y después de la eclosión o nacimiento,la mayoría o la totalidad de ellos necesitan ser "infectados" con los microbios que necesitan para el funcionamiento normal. La gente, por ejemplo, "tienen microbiota muy específica en cada región del intestino", dice McFall-Ngai. "Podemos tener sobre 700 tipos en la boca, 100 en el estómago, y 1.000 en el intestino grueso."

Durante un siglo, los científicos han utilizado organismos simples - moscas del vinagre, levaduras y nemátodos - para aprender las reglas del camino biológico. El calamar ofrece una versión ultra-sencillo para el estudio de la simbiosis, McFall-Ngai dice, "donde se tiene una esperanza de averiguar el diálogo entre los interlocutores, ya que sólo hay dos especies."

Y a medida que los científicos encuentran un papel cada vez más - a la vez útil y perjudicial - para estos microbios en áreas como la inmunidad, el cáncer y la obesidad, todo comienza con una conversación, dice McFall-Ngai. "Cuando los biólogos están tratando de entender una conversación entre un microbio y un anfitrión humano, es como entrar en la fiesta más grande de cócteles y tratando de averiguar lo que está pasando en todas las conversaciones. Con el calamar, es como" Mi cena con André. "Se puede entender, es un toma y daca que puede ser descifrado."Todos los animales descienden de antepasados ​​acuáticos, McFall-Ngai señala, por lo que comparten muchos de los sistemas de comunicación química con nuestros compañeros microbianos. "Mientras que los animales evolucionaron en el medio marino, que estaban bajo una enorme presión de selección a partir de los microbios en el agua de mar. Si nos fijamos en uno de los elementos de esa asociación, cómo las bacterias hablan con células animales, verás que conserva todo el camino a través de la animales ".

http://www.news.wisc.edu/22026

Grupo 2: Mariluz Carreras Rivero