Un equipo internacional de investigadores de las universidades de Nottingham y Tsukuba ha identificado, mediante la secuenciación de plancton marino, un microorganismo con el genoma más reducido documentado hasta la fecha en su dominio evolutivo, publicado recientemente en la revista Current Biology. Pese a su extrema miniaturización genética, el organismo conserva intacta la maquinaria central para la replicación del ADN y la síntesis de proteínas, redefiniendo los límites teóricos sobre los requisitos mínimos de información para sostener la vida celular.
Un microbio bautizado en honor a una deidad diminuta
El organismo pertenece al dominio de las arqueas, un grupo de microbios unicelulares genéticamente distintos de las bacterias, y ha recibido el nombre provisional de Candidatus Sukunaarchaeum mirabile. La nomenclatura hace referencia a Sukunabikona, una deidad de la mitología japonesa cuyo nombre se traduce como «pequeño señor de renombre». En las leyendas locales, se le describe con el tamaño de un pulgar humano y se le asocia a las aguas termales y la curación.
Los análisis genéticos extraídos de las muestras marinas indican que este organismo no encaja en ninguno de los grupos arqueanos reconocidos hasta ahora. Las secuencias de ADN relacionadas halladas en el plancton sugieren la existencia de un linaje taxonómico oceánico mucho más amplio que había pasado completamente inadvertido en los muestreos microbiológicos globales.
El metabolismo y la pérdida genética
El tamaño del genoma de Sukunaarchaeum es inferior a la mitad del arqueano más pequeño previamente catalogado y apenas contiene 189 genes codificadores de proteínas. La biología evolutiva muestra que la mayoría de los organismos con genomas tan drásticamente reducidos terminan perdiendo su independencia. Un ejemplo empírico son las mitocondrias y los cloroplastos, orgánulos que en el pasado evolutivo operaron como bacterias de vida libre y hoy dependen enteramente de sus células huésped para las funciones estructurales.
En este caso, la arquea ha perdido casi la totalidad de los genes responsables de la producción de energía y la síntesis de nutrientes. Paradójicamente, la secuenciación confirma que ha retenido el aparato genético primario para copiar su información y traducir las proteínas, manteniendo el control de su propia reproducción.
Thorsten Allers, investigador de la Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad de Nottingham y coautor del estudio, explica que el hallazgo proporciona una evidencia directa sobre el nivel máximo de simplificación biológica que puede soportar una célula para seguir operando genéticamente por sí misma.
La hipótesis parasitaria
Aproximadamente una cuarta parte de la estructura genómica restante de este microorganismo está dedicada a codificar proteínas de membrana de un tamaño inusualmente grande, cuyas funciones químicas específicas no han sido detalladas. Los microbiólogos del equipo han detectado proteínas de configuración similar en otras arqueas parasitarias. Esta correlación molecular levanta la sospecha de que Sukunaarchaeum sobrevive operando como un parásito adherido a otro organismo marino, o interactuando dentro de él, si bien el huésped genético sigue sin ser localizado.
Hasta la fecha, los investigadores han logrado secuenciar el material genético de la arquea con un alto nivel de detalle topológico, pero nunca han llegado a observar directamente la estructura física del organismo bajo la lente de un microscopio. La incapacidad actual para aislar y cultivar el microbio en un entorno de laboratorio controlado es la razón biológica estricta por la que mantiene la designación taxonómica provisional de Candidatus.
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