En nuestro planeta existen numerosos microorganismos que solo se desarrollan a temperaturas elevadas (entre 50 °C y 121 °C). Se trata de los termófilos, que son un tipo de procariotas. Estos emplean las mismas biomoléculas -proteínas, ácidos nucleicos y lípidos- en su metabolismo que el resto de organismos pero algunas biomoléculas más pequeñas, como el trifosfato de adenosina (ATP) -fundamental en la obtención de energía celular-, se degradan rápidamente a temperaturas elevadas. Hasta ahora se desconocía cómo podían mantenerse estables estas biomoléculas de menor tamaño en medios acuosos. Un equipo internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha planteado una posible explicación: que se mantenga la viscosidad intracelular un poco más elevada que la viscosidad del agua.
En el estudio, publicado en la revista Biophysical Journal, se ha empleado un colorante especial diseñado por Xiaojun Peng, científico de la Dalian University of Technology (China) y colaborador en este trabajo. Este colorante ayuda a cuantificar la viscosidad en base a su respuesta fluorescente y ha permitido comprobar que en los procariotas, a temperaturas entre 10 °C y 100 °C, al mantenerse la viscosidad relativamente alta en las células se genera un aumento de la estabilidad de las biomoléculas más pequeñas a altas temperaturas. Se trata de la primera vez que se determina la viscosidad intracelular en bacterias, según señalan los investigadores.
“La viscosidad disminuye drásticamente con la temperatura y eso aumenta la inestabilidad de las biomoléculas. El mecanismo descubierto es bastante sencillo y permitiría la estabilización de las biomoléculas sensibles a temperaturas elevadas. Los datos sugieren que esta es la estrategia de los termófilos que se desarrollan a temperaturas entre 50 °C y 80 °C, que presentan una viscosidad celular relativamente alta”, explica Juan M. González, investigador del CSIC en el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla.
Las siguientes investigaciones estudiarán qué ocurre a temperaturas superiores a los 80 °C ya que, como apuntan los expertos, las células deberían desarrollar mecanismos complementarios para mantener la estabilidad de esas pequeñas biomoléculas.
A. Cuecas, J. Cruces, J. F. Galisteo-López, X. Peng, J.M. Gonzalez. Cellular viscosity in prokaryotes and thermal stability of low-molecular weight biomolecules. Biophysical Journal. DOI: 10.1016/j.bpj.2016.07.024
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