Borg, ¿una nueva forma de ADN?

La microbióloga Jillian Banfield no esperaba lo que encontró al examinar muestras de lodo de pantanos en el oeste de Estados Unidos. Mientras buscaba con sus colegas el material genético de los bacteriófagos, virus que matan bacterias, la investigadora de la Universidad de California en Berkeley detectó un ADN muy extraño. No parecía provenir de un virus, bacteria o arqueas (organismos unicelulares que constituyen uno de los tres dominios principales del árbol de la vida, junto con las bacterias y los eucariotas). Los investigadores llamaron a su descubrimiento “borg”, en referencia a una especie de extraterrestre en la serie de ciencia ficción. Jornada en las estrellas, capaz de asimilar a los individuos a una conciencia colectiva. De hecho, esta estructura genética integraría los genes de la célula huésped en ella. Esta El estudio fue prepublicado en biorxiv.org. y aún necesita ser revisado por pares.

Normalmente, la mayoría de los microorganismos tienen uno o dos pequeños cromosomas que contienen el material genético que codifica todas sus funciones esenciales. Algunos también tienen ADN “extracromosómico”, por ejemplo, en forma de plásmidos (moléculas de ADN circular que se encuentran principalmente en bacterias). Pero los Borg tienen algunas características excepcionales que los hacen difíciles de clasificar. Estas moléculas son grandes cadenas de ADN, de 600.000 a 1 millón de pares de bases de longitud, o hasta un tercio del tamaño del cromosoma más grande de su microorganismo huésped. Por ahora, los investigadores no saben si los genes contenidos en estas cadenas se expresan y la gran mayoría de ellos siguen sin conocerse. Sin embargo, determinaron que estas hebras de ADN estaban contenidas en arqueas metanotróficas, de la variedad Metanoperedens, organismos unicelulares que utilizan metano como fuente de energía.

Desafortunadamente, esto solo se suma al misterio. Si los Borg se encuentran en una célula huésped, no parecen ser parte del genoma de la célula huésped. Son lineales, mientras que los cromosomas arcaicos son circulares y son más grandes que las cadenas extracromosómicas de ADN habituales, como los plásmidos. Sin embargo, y eso es lo que les valió su nombre, los Borg parecen contener genes de su anfitrión. Y, además, los responsables del metabolismo del metano, la estructura de la pared celular e incluso la síntesis de proteínas ribosómicas -que permiten la traducción de los ARN mensajeros en proteínas- funciones esenciales habitualmente codificadas por genes que no se encuentran fuera de los cromosomas. !

Para Jillian Banfield, todas estas propiedades sorprendentes indican que los Borg son un tipo de elemento genético completamente nuevo, hasta ahora desconocido. Puede ser el remanente de un microorganismo antiguo asimilado por estas arqueas, dando lugar a una nueva forma de endosimbiosis, un proceso similar al que generó las mitocondrias en nuestras células. Pero no se puede descartar la hipótesis del ADN viral o una nueva forma de plásmido. Algunos investigadores más cautelosos prefieren esta opción, particularmente a la luz del descubrimiento hace diez años de un plásmido lineal gigante único en su tipo en bacterias. Streptomyces. Además, como todavía es imposible cultivar arqueas Metanoperedens en laboratorio, este trabajo se basa exclusivamente en secuencias genéticas reconstituidas a partir de fragmentos de ADN obtenidos de muestras de lodos. Por tanto, es posible que se hayan cometido errores de montaje.

Se necesitarán más análisis genéticos, siendo ideal algún día para tener éxito en el cultivo de las arqueas que llevan esta estructura única dentro de ellas. Mientras tanto, Jillian Banfield ya está viendo las posibles aplicaciones ecológicas de tal descubrimiento: cómo Metanoperedens si puede “digerir” el metano, un día podría utilizarse una mejor comprensión de los genes responsables de esta capacidad para controlar la contaminación inducida por el metano.