Brillantes en el Riachuelo
Su hallazgo fue casual, hace 40 años, en las turbias aguas del Riachuelo. Las bacterias encontradas fueron llevadas al laboratorio donde, luego de varios días de cultivo, empezaron a producir extraños brillos a su alrededor. ¿De qué se trataba? Ahora, un equipo de investigación develó ese misterio que abre un mundo de posibilidades.
El camaleón cambia de color gracias a ellos. Se trata de los cristales de guanina que, debido a su índice de refracción excepcionalmente alto, generan efectos especiales en la piel y en los ojos de peces, reptiles y arañas. Desde hace años se sabe de su existencia, y la ciencia los ha estudiado para aplicaciones en óptica. Pero ahora, un equipo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, dirigido por María Julia Pettinari, descubrió que no sólo se hallan en animales sino también en bacterias. Esto simplifica su producción con miras a usos futuros.
El hallazgo que abre un mundo de posibilidades fue casual, y ocurrió en la Argentina hace unos cuarenta años. “Se lo debemos a María Elisa Pavan, por su interés y perseverancia”, subraya Pettinari, junto con Nancy López desde el Área de Microbiología en el Departamento de Química Biológica de Exactas UBA. “Ella halló y aisló del Riachuelo este microorganismo (Aeromonas salmonicida subespecie pectinolytica), que multiplicó en laboratorio. Luego de varios días, observó que los cultivos mostraban unos brillitos”, describen. Por cierto, Pavan repitió una y otra vez las pruebas hasta comprobar que este efecto volvía a aparecer.
Los cristales de guanina, debido a su índice de refracción excepcionalmente alto, generan efectos especiales en la piel y en los ojos de peces, reptiles y arañas.
¿De qué se trataba? ¿Por qué ocurría? ¿Qué contenía esa bacteria, extraída de aguas hediondas, que en la mesada del laboratorio formaba un pigmento de color oscuro que contrastaba con el destello de cristales? “Desde entonces, María Elisa empezó a recorrer diversos institutos para intentar averiguar qué tenía entre sus manos”, agregan las microbiólogas Pettinari y López, quienes hace diez años se sumaron para dilucidar el enigma junto con un amplio equipo de Exactas UBA y colaboración internacional (ver recuadro). El análisis detallado de los cristales fue hecho por Florencia Di Salvo y Federico Movilla, que concluyeron que están compuestos de una forma inusual de guanina.
“Fue como un trabajo antiguo surgido a partir de una observación de la naturaleza. A veces, es difícil darse cuenta de que uno está viendo algo nuevo. Luego, se pudo seguir con técnicas de última generación para hacer una descripción de algo totalmente novedoso”, marca Pettinari. Y López agrega: “Se trató de encarar un tipo de investigación a la que hoy no estamos acostumbradas, porque es más propia de microbiólogos del pasado, donde una observación fortuita desencadenaba algo. Tal es el caso de Alexander Fleming y la penicilina”.
No ocultan su alegría por un trabajo de tantos años y al que “quieren mucho”. Ahora, acaba de salir a la luz en BMC Biology, donde puede leerse: “Nuestro hallazgo amplía la gama de organismos que producen estos cristales a un nuevo dominio de la vida”.
No eran extraños
Nancy López y Julia Pettinari. Foto: Diana Martinez Llaser. Exactas UBA.
“En animales, se conocía la existencia de cristales de guanina en dos tipos de sistemas: en las pieles dando brillos tipo plateado, y en los ojos, como sistema reflectivo para mejorar la captación de la luz. En ambos casos han sido muy estudiados y se investigaron aplicaciones para la rama óptica”, precisan Pettinari y López, profesoras de Exactas UBA e investigadoras del CONICET. Y agregan: “Los cristales son enormes, mucho más grandes que las bacterias, y se agrupan dando unas formas impresionantes”.
En animales, los cristales de este tipo se habían hallado en tejidos complejos. “Nosotros, por primera vez, encontramos esta formación en bacterias, lo cual facilita su estudio al ser más accesibles y sencillas”, indican.
Pero esto no es todo. “Es muy interesante poder extender la capacidad de formar los cristales a otro dominio de la vida, como son las bacterias. Y en el caso de querer producirlos para diferentes aplicaciones, es más fácil, porque las bacterias se pueden reproducir en gran cantidad en cultivos. Vimos que, además de placas de Petri, se pueden generar a gran escala en medio líquido”, señala López.
Los cristales son enormes, mucho más grandes que las bacterias, y se agrupan dando unas formas impresionantes.
A brillar
La bacteria en la que se vieron los cristales por primera vez sabe sobrevivir a situaciones difíciles. “Es una bacteria común en el Riachuelo y, en principio, no produce enfermedades. Vive en un ambiente muy contaminado y tiene una serie de características que la ayudan a resistir. Hace unos años publicamos su genoma y la analizamos de modo profundo”, historian.
“Vimos –agregan- que los cristales eran de guanina, una de las cuatro bases del código genético”. ¿Por qué las bacterias producían los cristales? “Analizando el genoma y el metabolismo de las bacterias llegamos a detectar -relatan- que la clave estaba en la ausencia de una enzima, y utilizando esta información encontramos otras bacterias que también sintetizan los cristales”.
Finalmente, gran parte del enigma planteado hace cuatro décadas a partir de un hallazgo fortuito, fue dilucidado. Ahora, un mundo de posibilidades se abre con este descubrimiento que mostró diferencias con lo ya conocido. “Si bien la composición que se encontró en bacterias es guanina, resulta diferente a la que se halla en animales. Tal vez, las aplicaciones también podrían llegar a ser distintas”, concluyen.
El equipo
“Es un producto bien Exactas porque se debe al trabajo de gente de microbiología, química, y cristalografía. Si bien empezó como una observación de microbiología clásica, se utilizó metodología moderna para el análisis de los cristales, secuenciación de las bacterias y análisis profundo del metabolismo”, observa la investigadora Nancy López sobre el trabajo reciente publicado en BMC Biology.
El estudio estuvo a cargo de María Elisa Pavan, Nancy López y Julia Pettinari, del Departamento de Química Biológica, (IQUIBICEN, UBA-CONICET); de Federico Movilla y Florencia Di Salvo del departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física (INQUIMAE, UBA-CONICET); y de Esteban Paván del Laboratorio de Tecnologías Biomédicas, Departamento de Electrónica, Información y Bioingeniería, Politecnico Di Milano, Italia.
