Graban en vídeo los «cables eléctricos» de las bacterias

Conocer cómo son y cómo funcionan estas fibras podría permitir diseñar pequeños dispositivos biológicos o entender el funcionamiento de los microorganismos en ambientes extremos. Pues bien, un grupo de investigadores de la Universidad Meridional de California ha descubierto que los nanocables son parte de las membranas de las bacterias (algo así como la funda semisólida que las recubre) que se alargan hacia el exterior y que están repletas de citocromos, unas proteínas capaces de transferir electrones.

Este hallazgo es importante porque antes no se tenía muy claro cómo se transmitía la electricidad en estas fibras y porque se creía que los «nanocables» eran más parecidos a los «pelos», unos filamentos a los que las bacterias recurren para adherirse a las superficies y a otras bacterias. De momento, los científicos han observado estas estructuras en una bacteria que vive en los sedimentos, que es capaz de aprovecharse de los metales pesados y que se llama Shewanella oneidensis.

El descubrimiento, publicado este lunes en «Proceedings of the National Academy» ( PNAS ), ha requerido mucho trabajo. En primer lugar, los científicos, dirigidos por Moh El-Naggar, han estudiado cuáles eran los genes que se activaban cuando las bacterias producían «nanocables». El objetivo era ver qué partes de la bacteria estaban implicadas en su síntesis.

Entre ellos, los científicos observaron que se activaban los genes de los citocromos. Estos son complejos de proteínas y metales que participan en la respiración de las bacterias, un conjunto de procesos que les permiten obtener energía. Para hacerse una idea de cómo funcionan, y de forma muy sencilla, cuando una persona obtiene energía a partir de la glucosa (azúcar), los electrones de esta molécula se descargan a lo largo de una cadena transportadora (de citocromos, entre otras cosas). Así, al final, el oxígeno capta este exceso de electrones, se libera dióxido de carbono y la pequeña corriente eléctrica libera una energía que las células almacenan.

Para hacer estas observaciones, fue necesario obligar a las bacterias a producir los «nanocables» y para ello se las creció en ausencia de oxígeno. Luego, se tiñeron varios de sus componentes y finalmente se grabó en vídeo el proceso de crecimiento de los «nanocables», todo con la finalidad de comprobar que efectivamente las fibras se formaban a partir de la membrana.

«Llevó alrededor de un año solo poner a punto el experimento y encontrar las condiciones para que la bacteria produjera "nanofibras"», ha explicado Sahand Pirbadian, uno de los investigadores. Después, les llevó otro año analizar la composición y la estructura de estas fibras.

En algunos casos las bacterias viven en pequeñas ciudades (biopelículas) en las que los residuos de unas son los alimentos de otras y en las que hay grupos que adoptan funciones específicas. En ocasiones, estas ciudades de bacterias cuentan incluso con estos «nanocables y puede que unas transfieran energía a otras a través de ellos. Sea como sea, estudiarlos puede permitir conocer mejor el funcionamiento de las bacterias en medio natural, producir antibióticos, o por ejemplo, producir «biobaterías» o «biocables».