Un equipo internacional dirigido por el Dr. Edward H. Egelman, de la Universidad de Virginia, EE.UU., utilizó microscopía crioelectrónica (crio-EM) y modelos informáticos avanzados para revelar la extraña estructura atómica del sistema de propulsión de las bacterias. Los investigadores sabían que estos microorganismos se desplazan enrollando sus flagelos, unos largos apéndices con forma de sacacorchos, que actúan como propulsores. Sin embargo, desconocían cómo estas hélices, hechas de una sola proteína, cumplían su función. Este enigma científico ya llevaba cinco décadas, comunicaron recientemente.

¿Cuál es la estructura de estas espirales?

Los flagelos bacterianos están formados por miles de subunidades de proteína, exactamente iguales. Usando crio-EM, Egelman y su equipo encontraron que la proteína que forma estas espirales ‘superenrrolladas’ puede existir en 11 estados diferentes. Según el grupo de científicos, es la mezcla exacta de estos estados lo que hace que las hélices bacterianas adopten una forma de sacacorchos. «Si bien existen modelos desde hace 50 años sobre cómo estos filamentos pueden formar formas enrolladas tan regulares, ahora hemos determinado la estructura de estos filamentos en detalle atómico«, sostuvo Egelman.

Construyen células artificiales con la funcionalidad de las reales

«Puesto que estas estructuras biológicas surgieron en la Tierra hace miles de millones de años, los 50 años que ha llevado comprenderlas pueden no parecer tanto», comentó Egelman. Los resultados de su investigación se publicaron en Cell, el pasado mes de septiembre.

Evolución convergente

Los investigadores también utilizaron crio-EM para examinar los flagelos de la arquea ‘Saccharolobus islandicus’(un organismo unicelular con hélices similares a los flagelos de las bacterias, pero muy diferentes en su estructura) y encontraron que la proteína que forma su flagelo existe en 10 estados diferentes, pero, de igual manera, sus filamentos forman sacacorchos regulares.

Egelman y sus colaboradores concluyeron que este es un ejemplo de «evolución convergente», es decir, cuando la naturaleza llega a soluciones similares a través de medios muy diferentes, mostrando que, aunque las hélices de las bacterias y las arqueas son similares en forma y función, los organismos desarrollaron esos rasgos de manera independiente.

«Al igual que con las aves, los murciélagos y las abejas, que han desarrollado alas para volar de forma independiente, la evolución de las bacterias y las arqueas ha convergido en una solución similar para nadar en ambos», expresó Egelman.