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

Un grupo de investigación alemán-americano dirigido por el microbiólogo 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 científicos realizaron varios experimentos donde analizaban la interacción entre dos especies de bacteria marina en el mar del norte en la síntesis de la vitamina B12. "Hemos podido demostrar que, cuando estas dos bacterias crecen juntas, pueden proporcionarse mutuamente la fracción que les falta y elaborar juntas la vitamina B12. Esto es totalmente nuevo", señala Meinhard Simon, profesor de microbiología marina y coautor de este estudio a EL MUNDO. La síntesis de la vitamina B12, también conocida como cobalamina, es un proceso complejo que ocurre en bacterias, arqueas y algunas algas, pero no en plantas ni animales.

Como ocurre en los humanos, las algas no pueden producir vitamina B12 por sí mismas. Aunque es conocido que existen ciertas bacterias marinas que pueden producir esta vitamina a partir de componentes disponibles en su entorno acuático, esta investigación se centró en dos cepas de bacteria marina de los géneros Roseovarius y Colwellia, estas producen cada una sólo uno de los dos componentes básicos de la vitamina B12. Esto significa que sólo pueden sintetizar la sustancia en cooperación mutua.

Las mencionadas bacterias pueden interactuar entre sí, intercambiando los ligandos faltantes y facilitando así la biosíntesis conjunta de la vitamina B12. "Es fascinante lo complejas que pueden ser las interacciones entre bacterias, hasta ahora se desconocía una forma tan compleja de interacción entre ellas", explica Wienhausen respecto a los resultados del nuevo estudio realizados en el Centro de Investigación Colaborativa Roseobacter.

La vitamina B12 es un elemento vital y muy escaso en el mar, así 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 microbiólogo Wienhausen.

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

ANÁLISIS E INTERACCIÓN ENTRE BACTERIAS
Gracias al equipo innovador del laboratorio y las herramientas de última tecnología utilizadas, se pudo explorar y estudiar la interacción entre las dos cepas bacterianas con precisión y detalle. Según las conclusiones de la investigación, "las bacterias de la cepa Colwellia M166 sintetizan el componente básico más pequeño de la vitamina B12 y lo liberan en el agua circundante", por otra parte, la cepa Roseovarius M141 "no sólo producen el componente mayor, que es el principal, sino que también son capaces de sintetizar la vitamina B12 que necesitan ambas cepas bacterianas a partir de la combinación 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.

No obstante, la cepa Roseovarius no libera la vitamina B12 por sí misma. El microbiólogo Simon, resalta que otro hallazgo importante, y "aún más emocionante, es que la liberación de vitamina B12, por una de las dos cepas de la bacteria, sólo es posible a partir de la proliferación de un virus dentro del genoma de esta bacteria (Colwellia), que se induce cuando la otra está presente, lo que lleva al estallido de forma conjunta y libera la B12, poniéndola a disposición de otros organismos del entorno", explica Simon.

Durante el proceso de observación, los investigadores se preguntaban si ambas bacterias podían asignar B12 a otro auxótrofo (microorganismo). Al comienzo se observó que el crecimiento de ambas bacterias no fue continuo, sino oscilante. Inicialmente, Roseovarius creció primero, luego su crecimiento se detuvo y Colwellia comenzó a crecer.

Ante este proceso, se realizaron experimentos cultivando cada bacteria individualmente con la diatomea y el ligando complementario. Se encontró 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 creció en co-cultivo con Roseovarius, lo que sugiere que Roseovarius no compartió B12 con la diatomea.

Estas bacterias se encuentran en todos los hábitats marinos, desde las aguas más cálidas a los mares polares, y desde la superficie marina hasta lo más profundo del océano. "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 también en las superficies de las plantas. Pero es algo que debe de explorarse en un futuro próximo", aclara el profesor. Así 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 todavía", concluye Simon.

El estudio se realizó con la ayuda de más de 60 investigadores de Oldemburgo, Braunschweig, Gotinga y Bonn durante los últimos 13 años dentro del Centro de Investigación Colaborativa Transregional (CRC) Roseobacter, financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG). Los diferentes estudios muestran que los investigadores han descubierto muchas cepas nuevas y han descrito por primera vez su distribución y biogeografía funcional en los océanos del mundo. "Hasta la fecha se han publicado más de 280 artículos científicos basados en investigaciones realizadas en el marco del CRC".

EL MUNDO