Micro-Cazadores, Tercera parte. (Myxococcus xanthus)

Myxococcus xanthus

Está anocheciendo en la tundra, una pobre levadura en pleno proceso de gemación, y lejos del anaeróbico lugar de sus sueños acaba de sentir una misteriosa presencia.
Alguien le observa desde las sombras. El miedo la posee, los sonidos salvajes pueden ser cualquier cosa, incluso se le corta la ruta de ender meyerhof que tan feliz estaba haciendo.

-Tranquila, tranquila... se repíte para si misma la pobre levadura. Si fuese un enorme protozoo ya lo habría visto... y las bacterias sólo se atacan entre ellas ! Yo soy eucariotica...
Pero la realidad es que algo se mueve lentamente a su alrededor, los aullidos en medio de la micro-noche dan paso a sonido de pilis que pisan la nieve a toda velocidad y cual manada de lobos furiosos, los Myxococcus xanthus caen sobre la levadura, comenzando a secretar enzimas y antibióticos, digiriendo entre todos a la pobre y asustada levadura.

Y es que así es cómo se los conoce popularmente, como "la manada de lobos" ("Wolfpack") Myxococcus xanthus es una bacteria Gram negativa perteneciente al Phylum Proteobacteria, a la clase Delta Proteobacteria y al orden Myxococcales

La razón de su increíble importancia y fama, es su modo social de alimentación y caza, ya que lo hacen en grupo, como si fueran un único organismo pluricelular.

Confocal image of myxococcus xanthus cell group

Es uno de los casos más claros de quorum sensing system, o comunicación bacteriana. Las M. xanthus rodean a su futura presa y no comienzan el ataque hasta que son suficientes.
El ataque consiste en la secreción de sustancias muy variadas, como enzimas hidrolíticos, antibióticos, u otros metabolitos. Gracias a los cuales pueden degradar desde madera a levaduras, pasando por todo tipo de enterobacteria y otros micro-seres propios de los suelos.

Como decía la principal diferencia entre esta bacteria y el resto de los procariota, es su complicada vida social, y su modo "puricelular". Cuando la comida abunda, M. xanthus se mueve en enjambres atacando a sus presas cual manada de lobos hambrienta.
En grupo el aprovechamiento de los nutrientes es mucho mayor que por separado. Y es importante recordar que tanto el movimiento como la "caza" están completamente coordinados cual ejercito profesional.

Kaiser, D. (2003). "Coupling cell movement to multicellular development in myxobacteria." Nat Rev Microbiol 1: 45-54.

Cuando la comida empieza a escasear, M. xanthus activa un sistema de auto-protección, el cual de manera escrupulosamente ordenada comienza a formar unas estructuras llamadas cuerpos fructíferos, dentro de los cuales más de diez mil afortunados se convertirán en esporas resistentes, que podrán pasar un largo tiempo en standby esperando que vuelva a abundar el alimento.

multicellular fruiting bodies.

Photo: Jürgen Berger, MPI for Developmental Biology

Entre las cosas más sorprendentes de M. xanthus está su manera de desplazarse por "Social gliding motility" Esta forma de desplazamiento no requiere flagelos ni cilios. Se basa en los "pili"

Para entenderlo, imaginaos una larga fila de gente, imaginaos que lanzáis una cuerda al que tenéis delante y tiráis de ella hacia vosotros. Lo mismo hace el de detrás vuestra. Y así vaís moviéndoos con ayuda del compañero más cercano. Este movimiento se llama movimiento S o social, y es fundamental para formar los cuerpos fructíferos. Algunos mutantes deficiente en los pili, o en las membranas, han demostrado su incapacidad para poder formarlos.


Existe otro movimiento, un movimiento A (o de aventura) Mientras el movimiento S era para grandes grupos de bacterias, el A se refiere a los pequeños grupitos bacterianos que se desplazan por medios sólidos. Se trata de un movimiento en forma de olas (podéis verlo en la segunda imagen, wave formation)

Toda esta complejidad está por supuesto presente en su código genético, que era el más grande en procariotas 9.14 Megabases, hasta el descubrimiento del genoma de Sorangium cellulosum de 12.3 Megabases.
El genoma de M. xanthus está ya secuenciado y disponible en el NCBI.


Actualmente, esta bacteria se encuentra en estudio para por ejemplo, producir industrialmente antibióticos y sustancias muy efectivas contra algunos canceres.
También como biocontrol, contra los hongos que atacan a los cultivos.

ACTUALIZACIÓN (Click aquí para acceder a la fuente de la actualización)



Lo que ha encontrado un grupo investigadores de la Universidad de Texas, es como los movimientos individuales de cada una de las bacterias se ven amplificados dentro del enjambre formando olas de gran fuerza que hacen que el conjunto se mueva hacia adelante al unísono. El comportamiento de formación de olas parece estar asociado a la existencia de bacterias-presa. Es decir, si hay comida en el borde de la colonia, el oleaje es mucho más fuerte. Los resultados han sido publicados en PLOS Computational Biology 

Imaginemos una célula en el borde de la colonia. Si se mueve hacia adelante probablemente no encontrará a ninguna otra célula de M. xanthus, así que no recibe ninguna señal química y eso le impele a seguir adelante. Pero si se mueve hacia atrás lo más seguro es que se choque con una M. xanthus compañera, así que recibe un estímulo para que se de la vuelta y continúe en dirección contraria. De esta forma el resultado neto es que el enjambre se mueve constantemente en sus bordes.  Leer el resto de la actualización en el blog dedicado a la microbiología "Curiosidades de la Microbiología"

Fuentes:

http://www.mimg.ucla.edu/faculty/shi/Myxo.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Myxococcus_xanthus

http://www.mpg.de/english/illustrationsDocumentation/multimedia/mpResearch/2007/heft04/015/index.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genomeprj&cmd=Retrieve&dopt=Overview&list_uids=1421