El alga E. huxleyi crece igualmente bien en agua que contiene un producto químico precursor de la tiamina (vitamina B1)
Algunas especies de fitoplancton marino, como la prolífica Emiliania huxleyi, pueden crecer sin consumir vitamina B1 (tiamina), han descubierto los investigadores. El hallazgo contradice la opinión común de que la E. Huxleyi y muchos otros microbios eucariotas dependen para sobrevivir de los escasos suministros de tiamina en el océano.
"Es una forma muy diferente de pensar en el océano", dicen Alexandra Worden, co-autora de artículo en The ISME Journal en CIFAR, los becarios John Archibald (Universidad de Dalhousie), Adrián Reyes-Prieto (Universidad de New Brunswick) y otros tres autores principales del laboratorio de Worden en la Bahía Instituto de Investigación del Acuario de Monterey, Darcy McRose, Jian Guo y Adam Monier.
Todos los seres vivos necesitan tiamina para vivir, así como otras vitaminas. Los organismos pueden producir algunas de sus propias vitaminas, la forma en que las células humanas crean la vitamina D es con la ayuda de la luz solar, pero a veces dependen de otros organismos para producir las vitaminas que necesitan y luego consumirlas. Por ejemplo, las naranjas y otras frutas producen vitamina C, que los seres humanos necesitan en sus dietas.
Hasta ahora se pensaba que muchos microbios marinos con células que tienen un núcleo - eucariotas - dependían de otros organismos para producir la tiamina. Si este fuera el caso, la B1 sería un factor importante en el control del crecimiento de algas, tales como la E. huxleyi, cuyas floraciones son a veces tan grandes que se pueden detectar desde el espacio (ver imagen de arriba). Pero los investigadores encontraron que la E. huxleyi crece igualmente bien en agua que contiene un producto químico precursor de la tiamina, conocida como HMP, como lo hacen en un ambiente rico con tiamina. De hecho, podría crecer sin ninguna tiamina en absoluto.
"Si añadimos la tiamina o hemos añadido el intermedio, no hay absolutamente ninguna diferencia en la tasa de crecimiento. Estaba creciendo igual de bien", dice Worden.
Fue el descubrimiento de un extraño mecanismo biológico lo que llevó a los investigadores hacia este nuevo entendimiento de la tiamina. El análisis genético había revelado 31 nuevos ribointerruptores eucariotas, que son segmentos de ARN que funcionan como interruptores mecánicos para activar o desactivar los genes. Los investigadores encontraron entonces, inesperadamente, que los ribointerruptores estaban ligados a genes con una función desconocida (no a genes conocidos relacionados con la producción de tiamina). Pruebas adicionales revelaron que estos organismos no sólo tienen gusto por la tiamina - también les gustaba el HMP.
"Nuestro estudio muestra que necesitan ser re-evaluadas las conclusiones sobre la importancia de la vitamina B1 en la regulación de las comunidades de algas", dice Worden.
Este es el segundo estudio reciente que encuentra que la vitamina B1 es menos importante de lo que se pensaba. Otro artículo en The ISME Journal publicado este mes de agosto por el laboratorio de Stephen Giovannoni en la Universidad Estatal de Oregón encontró que la cepa más abundante de bacterias en el océano, SAR11, crece bien en un entorno con HMP pero no solo con tiamina.
La bioquímica sugiere que el HMP debe ser más estable en el medio ambiente que la tiamina, pero los investigadores deben investigar de nuevo cómo es de abundante la molécula en el océano abierto. La comprensión de cómo sobrevive el fitoplancton es crucial para predecir cómo podría alterar el cambio climático los ecosistemas marinos de la Tierra; por ejemplo, si se agota el suministro de vitaminas en el océano. El fitoplancton absorbe dióxido de carbono y, finalmente, se hunde hasta el fondo del océano, lo que hace de su crecimiento un factor importante en la cantidad de carbono que permanece en la atmósfera.
"Si usted desea modelar el ciclo global del carbono y está poniendo en la ecuación que se necesitan fuentes de esta vitamina crítica para ciertas algas (sobre la base de los informes anteriores), sus formas de disponibilidad crecerán fitoplancton, pero sus predicciones serán incorrectas", dice Worden.
Ella dice que este estudio demuestra que los investigadores marinos necesitan reconsiderar los métodos que han confiado en entender los procesos genéticos mediante el cual los microbios oceánicos se adaptan, evolucionan y sobreviven. En el pasado, estos métodos se han basado en gran medida en la analogía con vías bioquímicas como se caracterizan organismos pertinentes en una mirada médica, industrial o agrícolamente, es decir, "organismos modelo".
"Lo que tenemos que reconocer es que puede haber alguna otra pieza del rompecabezas que es diferente de la de los organismos modelo que se caracterizan, sobre todo cuando están presentes la mayoría, pero no todas, las partes conocidas de los organismos modelo", dice Worden.
Artículo científico: Alternatives to vitamin B1 uptake revealed with discovery of riboswitches in multiple marine eukaryotic lineages
