Modelo extracelular alterado. El modelo biomolecular basado en los análisis de datos de expresión génica respalda la reducción de las moléculas de glucosa (gradiente azul) y la acumulación de ácido (gradiente de oro) que se propone que se produzca en la capa límite alrededor de la célula. Se ha planteado la hipótesis de que este entorno extracelular alterado resulta como un efecto de fuerzas reducidas impulsadas por la gravedad que actúan sobre el sistema celular-fluido y se ha presentado como el mecanismo biofísico que gobierna el comportamiento bacteriano en el espacio. Los círculos azules indican la sobreexpresión de genes asociados con el metabolismo, mientras que los círculos dorados representan la sobreexpresión de genes de condición ácida. Crédito:Zea et al (2016)
La reducción del transporte extracelular de moléculas puede explicar los cambios en el comportamiento bacteriano en el espacio, según un estudio publicado el 2 de noviembre, 2016 en la revista de acceso abierto MÁS UNO por Luis Zea de la Universidad de Colorado, Roca, y colegas.
Comprender el comportamiento de las bacterias en el espacio es importante para proteger a los astronautas en vuelos espaciales largos. e investigaciones anteriores han demostrado que las bacterias se comportan de manera diferente en el entorno de microgravedad del espacio. Por ejemplo, en el espacio, las bacterias se multiplican en mayor número y, en algunos casos, son más virulentas y menos susceptibles a los antibióticos. Los investigadores habían teorizado previamente que este comportamiento resulta de la falta de gravedad que reduce el movimiento de las moléculas extracelulares y conduce a una menor disponibilidad de nutrientes. sin embargo, había poca evidencia para apoyar esta teoría.
Para obtener más información sobre el modelo de transporte extracelular reducido, los autores del presente estudio compararon la expresión génica entre E. coli cultivado en la Estación Espacial Internacional y cultivado en la Tierra. Los autores encontraron que en el espacio, las bacterias expresaron más genes asociados con condiciones de inanición, incluidos genes que codifican proteínas para la síntesis de aminoácidos, degradación de la glucosa y uso de fuentes alternativas de carbono. Este patrón de expresión génica es probablemente una reacción a la reducción de la disponibilidad de glucosa, apoyando el modelo de movimiento reducido de moléculas en el ambiente extracelular de las bacterias.
Por lo tanto, estos nuevos datos de expresión génica proporcionan evidencia adicional de que el comportamiento alterado de las bacterias en el espacio resulta de la disminución de la gravedad que impulsa el transporte extracelular reducido de moléculas. Los futuros experimentos de vuelos espaciales que examinan una variedad de otras especies bacterianas en diferentes condiciones de crecimiento podrían ayudar a explicar los cambios en el crecimiento bacteriano y la virulencia que podrían afectar significativamente a las personas que viven en el espacio.
"El entorno de microgravedad de la Estación Espacial Internacional se está utilizando ahora para innumerables líneas de investigación, por ejemplo:desarrollo de vacunas, encontrar dianas moleculares novedosas contra patógenos resistentes a los medicamentos, y pruebas de moléculas que se utilizarán contra la osteoporosis o el cáncer, ", Dice Zea." Esta nueva comprensión de cómo los procesos biofísicos extracelulares inician señales de transducción mecánica en bacterias en el espacio puede servir no solo para proteger a los astronautas cuando se aventuran más allá de la órbita terrestre, pero también estas otras líneas de investigación ".
