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nanobacteria

Estructuras encontradas en fragmento de meteorito Allan Hills 84001

Nanobacteria ( / ˌ n æ n oʊ b æ k ˈ t ɪər i əm / NAN -oh-bak- TEER -ee-əm , pl. nanobacterias / ˌ n æ n oʊ b æ k ˈ t ɪər i ə / NAN -oh -bak- TEER -ee-ə ) es el nombre de unidad o miembro de una antigua clase propuesta de organismos vivos , específicamente microorganismos de paredes celulares , ahora desacreditados, con un tamaño mucho menor que el límite inferior generalmente aceptado para la vida (alrededor de 200 nm) . para bacterias , como micoplasma ). Originalmente basado en estructuras observadas a nanoescala en formaciones geológicas ( incluido un meteorito ), el estado de las nanobacterias fue controvertido, y algunos investigadores sugirieron que son una nueva clase de organismo vivo [2] [3] capaz de incorporar uridina radiomarcada, [4 ] y otros les atribuyen una naturaleza abiótica más simple . [5] [6] Un escéptico los denominó "la fusión fría de la microbiología", en referencia a un episodio notorio de ciencia supuesta errónea. [7] El término " nanopartículas calcificantes " (CNP) también se ha utilizado como un nombre conservador con respecto a su posible estatus como forma de vida.

Las investigaciones tienden a estar de acuerdo en que estas estructuras existen y parecen replicarse de alguna manera. [8] Sin embargo, la idea de que son entidades vivientes ahora se ha descartado en gran medida y, en cambio, se cree que las partículas son cristalizaciones no vivas de minerales y moléculas orgánicas. [9]

1981-2000

En 1981 Francisco Torella y Richard Y. Morita describieron unas células muy pequeñas llamadas ultramicrobacterias . [10] Definido como menor de 300 nm, en 1982 MacDonell y Hood descubrieron que algunos podían atravesar una membrana de 200 nm [ cita necesaria ] . A principios de 1989, el geólogo Robert L. Folk encontró lo que luego identificó como nanobacterias (escritas con doble "n"), es decir, nanopartículas aisladas de especímenes geológicos [11] en travertino de aguas termales de Viterbo , Italia. Inicialmente buscando una causa bacteriana para la deposición de travertino, el examen del mineral con microscopio electrónico de barrido , donde no se detectaron bacterias, reveló objetos extremadamente pequeños que parecían ser biológicos. Su primera presentación oral provocó lo que llamó "mayormente un silencio pétreo", en la convención anual de la Sociedad Geológica de América de 1992 . [12] Propuso que las nanobacterias son los principales agentes de precipitación de todos los minerales y cristales de la Tierra formados en agua líquida, que también causan toda oxidación de los metales y que son abundantes en muchos especímenes biológicos. [12]

En 1996, el científico de la NASA David McKay publicó un estudio que sugería la existencia de nanofósiles (fósiles de nanobacterias marcianas) en ALH84001 , un meteorito originario de Marte y encontrado en la Antártida. [13]

Nanobacterium sanguineum fue propuesta en 1998 como explicación de ciertos tipos de calcificación patológica ( apatita en cálculos renales ) por el investigador finlandés Olavi Kajander y la investigadora turca Neva Çiftçioğlu, que trabajaban en la Universidad de Kuopio en Finlandia. Según los investigadores, las partículas se autorreplicaron en cultivos microbiológicos y los investigadores informaron además haber identificado ADN en estas estructuras mediante tinción. [14]

Un artículo publicado en 2000 por un equipo dirigido por el científico de los NIH John Cisar puso a prueba estas ideas. Afirmó que lo que anteriormente se había descrito como "autorreplicación" era una forma de crecimiento cristalino . Se identificó que el único ADN detectado en sus muestras provenía de la bacteria Phyllobacterium myrsinacearum , que es un contaminante común en las reacciones de PCR. [5]

2001-presente

En 2004, un equipo de la Clínica Mayo dirigido por Franklin Cockerill, John Lieske y Virginia M. Miller informó haber aislado nanobacterias de arterias humanas enfermas y cálculos renales . Sus resultados se publicaron en 2004 y 2006 respectivamente. [4] [15] László Puskás obtuvo hallazgos similares en 2005 en la Universidad de Szeged , Hungría. El Dr. Puskás identificó estas partículas en cultivos obtenidos de paredes aórticas ateroscleróticas humanas y muestras de sangre de pacientes ateroscleróticos, pero el grupo no pudo detectar ADN en estas muestras. [dieciséis]

En 2005, Ciftcioglu y su equipo de investigación en la NASA utilizaron un matraz de cultivo celular giratorio , que simula algunos aspectos de las condiciones de baja gravedad, para cultivar nanobacterias sospechosas de formar rápidamente cálculos renales en los astronautas. En este entorno, se descubrió que se multiplicaban cinco veces más rápido que en la gravedad normal de la Tierra. El estudio concluyó que las nanobacterias tienen potencialmente un papel en la formación de cálculos renales y es posible que sea necesario realizar pruebas de detección en las tripulaciones antes del vuelo. [17]

Un artículo publicado en la Biblioteca Pública de Patógenos Científicos (PLOS Pathogens) en febrero de 2008 se centró en la caracterización integral de las nanobacterias. Los autores afirman que sus resultados descartan la existencia de nanobacterias como entidades vivientes y que, en cambio, son una entidad única que se propaga a sí misma, es decir, complejos minerales- fetuinos que se autopropagan . [18]

Un artículo publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) en abril de 2008 también informó que las nanobacterias sanguíneas no son organismos vivos y afirmó que "los precipitados de CaCO 3 preparados in vitro son notablemente similares a las supuestas nanobacterias en términos de su tamaño uniforme". , formas vesiculares delineadas por membranas, con formaciones similares a divisiones celulares y agregaciones en forma de colonias". [6] El crecimiento de tales precipitados inorgánicos "biomórficos" se estudió en detalle en un artículo de Science de 2009 , que demostró que mecanismos inusuales de crecimiento de cristales pueden producir precipitados de witherita a partir de soluciones de cloruro de bario y sílice que se parecen mucho a los organismos primitivos. [19] Los autores comentaron sobre el gran parecido de estos cristales con supuestas nanobacterias, afirmando que sus resultados mostraron que la evidencia de vida no puede basarse únicamente en la morfología .

Otros trabajos sobre la importancia de las nanobacterias en geología realizados por RL Folk y sus colaboradores incluyen el estudio de los ooides de Bahamas de carbonato de calcio , [20] minerales arcillosos de silicato , [21] sulfuros metálicos , [22] y óxidos de hierro . [23] En todos estos minerales químicamente diversos, las supuestas nanobacterias son aproximadamente del mismo tamaño, principalmente de 0,05 a 0,2 μm. Esto sugiere un origen común . Al menos para la localidad tipo de Viterbo, Italia, la biogenicidad de estas diminutas células ha sido respaldada por microscopía electrónica de transmisión (TEM). [24] Los cortes a través de un biolimo verde mostraron entidades de 0,09 a 0,4 μm de diámetro con paredes celulares definidas y puntos interiores que se asemejan a ribosomas , e incluso objetos más pequeños con paredes celulares e interiores transparentes con diámetros de 0,05 μm. [25] Los organismos cultivables en la Tierra tienen el mismo tamaño de 0,05 μm que las supuestas nanobacterias en Marte. [26]

Ver también

Referencias

  1. ^ Ciftcioglu N, Kuronen I, Åkerman K, Hiltunen E, Laukkanen J, Kajander EO (1997). "Una nueva amenaza potencial en productos de antígenos y anticuerpos: nanobacterias". En Brown F, Burton D, Doherty P, Mekalanos J, Norrby E (eds.). Vacunas 97. Enfoques moleculares para el control de enfermedades infecciosas . Nueva York: Prensa del laboratorio Cold Spring Harbor. págs. 99-103. ISBN 0-87969-516-1.
  2. ^ Kajander E (2006). "Nanobacterias: nanopartículas calcificantes que propagan". Lett Appl Microbiol . 42 (6): 549–52. doi :10.1111/j.1472-765X.2006.01945.x. PMID  16706890. S2CID  20169194.
  3. ^ Ciftcioglu N, McKay D, Mathew G, Kajander E (2006). "Nanobacterias: ¿realidad o ficción? Características, detección e importancia médica de nuevas nanopartículas calcificantes y autorreplicantes". J Investigag Med . 54 (7): 385–94. doi :10.2310/6650.2006.06018. hdl : 2060/20060028181 . PMID  17169260. S2CID  35400477.
  4. ^ ab Miller V, Rodgers G, Charlesworth J, Kirkland B, Severson S, Rasmussen T, Yagubyan M, Rodgers J, Cockerill F, Folk R, Rzewuska-Lech E, Kumar V, Farell-Baril G, Lieske J (2004) . "Evidencia de estructuras similares a nanobacterias en arterias y válvulas cardíacas humanas calcificadas". Soy J Physiol Heart Circ Physiol . 287 (3): H1115–24. doi :10.1152/ajpheart.00075.2004. PMID  15142839.
  5. ^ ab Cisar J, Xu D, Thompson J, Swaim W, Hu L, Kopecko D (2000). "Una interpretación alternativa de la biomineralización inducida por nanobacterias". Proc Natl Acad Sci Estados Unidos . 97 (21): 11511–5. Código bibliográfico : 2000PNAS...9711511C. doi : 10.1073/pnas.97.21.11511 . PMC 17231 . PMID  11027350. 
  6. ^ ab Martel J, Young JD (abril de 2008). "Supuestas nanobacterias en la sangre humana como nanopartículas de carbonato de calcio". Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 105 (14): 5549–54. Código bibliográfico : 2008PNAS..105.5549M. doi : 10.1073/pnas.0711744105 . PMC 2291092 . PMID  18385376. 
  7. ^ Jack Maniloff, citado en "The Rise and Fall of Nanobacteria", Young y Martel, Scientific American , enero de 2010
  8. ^ Raoult, D; Drancourt, M; Azza, S; Napéz, C; Guieu, R; Rolain, JM; Fourquet, P; Campaña, B; et al. (2008). "Las nanobacterias son complejos de Mineralo Fetuin". Más patógenos . 4 (2): e41. doi : 10.1371/journal.ppat.0040041 . PMC 2242841 . PMID  18282102. 
  9. ^ "El ascenso y la caída de las nanobacterias", Young y Martel, Scientific American , enero de 2010
  10. ^ Torella, Francisco; Morita, Richard Y. (1 de febrero de 1981). "Estudio microcultural de cambios de tamaño bacteriano y formación de microcolonias y ultramicrocolonias por bacterias heterótrofas en agua de mar". Aplica. Reinar. Microbiol . 41 (2): 518–527. doi :10.1128/aem.41.2.518-527.1981. PMC 243725 . PMID  16345721. 
  11. ^ Se ha adoptado una convención entre investigadores para nombrar -o deletrear- las nanopartículas aisladas de especímenes geológicos como nanobacterias y las de especímenes biológicos como nanobacterias .
  12. ^ ab Folk, Robert L. (4 de marzo de 1997). "Nanobacterias: seguramente no son invenciones, pero ¿qué diablos son?". Ciencias Naturales. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2008 . Consultado el 20 de diciembre de 2008 .
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  16. ^ Puskás L, Tiszlavicz L, Rázga Z, Torday L, Krenács T, Papp J (2005). "Detección de partículas similares a nanobacterias en placas ateroscleróticas humanas" (PDF) . Acta Biol Hung . 56 (3–4): 233–45. doi :10.1556/ABiol.56.2005.3-4.7. PMID  16196199.
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enlaces externos