Escherichia coli
Vía Wikimedia Commons

Los ritmos circadianos son procesos vitales para el funcionamiento de nuestro organismo. Gracias a ellos, nuestro cuerpo sabe cuándo debemos dormir, comer, ir al baño, etc. Además, nos ayuda a adaptarnos a nuestro ambiente. Ahora, se plantea la posibilidad de que seres vivos como las bacterias puedan usarlos también para poder percibir el paso del tiempo.

La investigación que ha planteado que las bacterias tienen sus propios ciclos circadianos se publicó en Science Advances. Esta nació de la mano de los investigadores Zheng Eelderink-Chen, Jasper Bosman, Francesca Sartor, Antony N. Dodd, Ákos T. Kovács y Martha Merrow.

En la actualidad, hemos podido comprender un poco más sobre las bacterias –que corresponden al 12% de la biomasa del planeta–. Por ejemplo, sabemos que algunas son tan resistentes que pueden sobrevivir hasta en el espacio; también hemos visto cómo otras pueden “exhalar” electricidad y que, en general, la mayoría comparte un mismo tamaño, a pesar de todas sus demás diferencias.

Sin embargo, a pesar de todo lo anterior, aún son muchos los secretos que guardan para nosotros estos pequeños seres vivos.

Las bacterias sí tienen ciclos circadianos para percibir el paso del tiempo

Hasta hace poco, la única evidencia que sustentaba la presencia de ritmos circadianos en bacterias iba directamente relacionada con aquellas que eran fotosintéticas. Efectivamente, las células que regulan los ciclos circadianos no solo mantienen un ritmo, sino que se pueden adaptar a cambios externos de elementos como la luz y la temperatura.

Por este motivo, no es extraño encontrarlos en bacterias fotosintéticas como un elemento adicional. Sin embargo, el nuevo estudio, basado específicamente en la bacteria Bacillus subtilis, al menos ha comprobado que un espécimen no fotosintético también posee sus propios ciclos circadianos. Para este caso, los investigadores prestaron especial atención al gen ytvA y a la enzima KinC.

Ciclos adaptables

Para su experimento, los investigadores primero midieron la actividad del gen y la encima con diferentes cambios de luz cada 12 horas. Fue posible notar entonces que el gen ytvA cambiaba cíclicamente sus procesos, de acuerdo a la cantidad de luz que hubiera en el ambiente. Pero, si esta se removía, los ciclos se mantenían incluso en total oscuridad.

Con esto, se marcó la primera evidencia de la existencia de ritmos circadianos que ayudan a las bacterias a percibir el paso del tiempo. Ya que si el gen no construyera un ciclo, sino que reaccionara automáticamente a la luz, entonces en las condiciones de oscuridad total no debería haberse activado.

Luego, los investigadores realizaron una prueba similar, pero con cambios de temperatura. Acá tanto ytvA como KinC reaccionaron a los estímulos adaptándose a los nuevos cambios ambientales en el transcurso de unos días.

Sin embargo, si se suspendían los cambios de temperatura, los ciclos poco a poco podían regresar a sus valores originales. Por lo que los autores pudieron confirmar nuevamente la existencia de patrones similares a los ritmos circadianos dentro de estas bacterias no fotosintéticas.

¿Y qué sigue?

Con este nuevo conocimiento, los investigadores aseguran que se ha abierto una nueva puerta para el estudio bacteriológico y del desarrollo de los ciclos circadianos. Por los momentos, sabemos que estos están allí y que ayudan a las bacterias a percibir el paso del tiempo, además de a adaptarse a los cambios de su ambiente.

No obstante, la verdad es que aún no queda muy claro qué procesos favorecen estos ciclos dentro de las bacterias. Igualmente, aún es una pregunta sin resolver por qué desarrollaron estos ritmos en primer lugar, y qué tanta ventaja les dan evolutivamente.

Referencia:

A circadian clock in a non-photosynthetic prokaryote: DOI: 10.1126/sciadv.abe2086