Descubren cómo las cianobacterias forman patrones para fijar nitrógeno
UC3M
Este trabajo, que ha publicado recientemente junto a Javier Muñoz-García, se centra en el proceso de fijación de nitrógeno utilizado por las cianobacterias del género Anabaena, en las que sus células viven pegadas unas a otras formando un filamento. Cuando hay suficiente nitrógeno fijado en el ambiente, todas las células del filamento realizan la fotosíntesis. Sin embargo, en condiciones de privación de nitrógeno fijado, aproximadamente una de cada diez células (repartidas de forma bastante regular a lo largo del filamento) se diferencian en un tipo de célula distinta denominada heterociste. Ésta no es capaz de realizar la fotosíntesis, pero en su lugar fija nitrógeno y comparte el nitrógeno fijado con el resto de células del filamento.
"Hemos utilizado lo que se sabe sobre la genética del proceso para crear un modelo matemático de la formación y mantenimiento del patrón de heterocistes", indica Ares, que desarrolla esta línea de investigación en el departamento de Matemáticas de la UC3M: "Nuestra teoría reproduce las observaciones experimentales y nos ha permitido predecir que un nuevo tipo de mecanismo, no propuesto hasta ahora, debe jugar un papel en el mantenimiento del patrón", explica..
Uno de los aspectos más sorprendentes de la investigación es la regularidad en el patrón que forman estas cianobacterias, apuntan los investigadores. "Estas bacterias son capaces de 'contar hasta diez': una de cada diez fija nitrógeno, dejando otro hueco de nueve, y la décima vuelve a fijar nitrógeno", señala Saúl Ares.
Hasta ahora, las ideas de cómo se conformaba este patrón eran únicamente cualitativas y no se había comprobado su funcionamiento. "Al hacer un modelo matemático, hemos podido comprobar que estas ideas funcionan pero hemos comprobado que no explicaban por completo el proceso, porque en realidad hace falta un mecanismo nuevo: que el propio nitrógeno que producen las células está jugando un papel", apunta el investigador.