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Nanobacteria

Estructuras encontradas en el fragmento de meteorito Allan Hills 84001

Nanobacterium ( / ˌ n æ n oʊ b æ k ˈ t ɪəri əm / NAN -oh-bak- TEER -ee-əm , pl. nanobacteria / ˌ n æ n oʊ b æ k ˈ t ɪəri ə / NAN -oh - bak- TEER -ee - ə ) es el nombre de la unidad o miembro de una antigua clase propuesta de organismos vivos , específicamente microorganismos con paredes celulares , ahora desacreditados, con un tamaño mucho más pequeño que el límite inferior generalmente aceptado para la vida (alrededor de 200  nm para bacterias , como el micoplasma ). Originalmente basado en estructuras a nanoescala observadas en formaciones geológicas (incluyendo el meteorito marciano Allan Hills 84001 ), el estatus de las nanobacterias fue controvertido, con algunos investigadores sugiriendo que son una nueva clase de organismo vivo [2] [3] capaz de incorporar uridina radiomarcada, [4] y otros atribuyéndoles unanaturaleza abiótica más simple. [5] [6] Un escéptico las denominó "la fusión fría de la microbiología", en referencia a un episodio notorio de supuesta ciencia errónea. [7] El término " nanopartículas calcificantes" (CNPs) también se ha utilizado como un nombre conservador con respecto a su posible estatus como forma de vida.

Las investigaciones tienden a coincidir en que estas estructuras existen y parecen replicarse de alguna manera. [8] Sin embargo, la idea de que sean entidades vivas ha sido descartada en gran medida y, en cambio, se piensa que las partículas son cristalizaciones inertes de minerales y moléculas orgánicas. [9]

1981–2000

En 1981, Francisco Torella y Richard Y. Morita describieron células muy pequeñas llamadas ultramicrobacterias . [10] Definidas como más pequeñas que 300 nm, en 1982 MacDonell y Hood descubrieron que algunas podían atravesar una membrana de 200 nm [ cita requerida ] . A principios de 1989, el geólogo Robert L. Folk encontró lo que más tarde identificó como nanobacterias (escritas con doble "n"), es decir, nanopartículas aisladas de muestras geológicas [11] en travertino de aguas termales de Viterbo , Italia. Inicialmente buscando una causa bacteriana para la deposición de travertino, el examen con microscopio electrónico de barrido del mineral donde no se detectaron bacterias reveló objetos extremadamente pequeños que parecían ser biológicos. Su primera presentación oral provocó lo que él llamó "en su mayoría un silencio sepulcral", 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 la 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]

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

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

2001-presente

En 2004, un equipo de Mayo Clinic 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] En 2005, László Puskás obtuvo hallazgos similares 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. [16]

En 2005, Ciftcioglu y su equipo de investigación en la NASA utilizaron un matraz rotatorio de cultivo celular , 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 podrían tener un papel en la formación de cálculos renales y que tal vez sea necesario realizar pruebas para detectarlas 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 las nanobacterias como entidades vivas y que, en cambio, son una entidad única que se autopropaga , es decir, complejos mineral- fetuina 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 de la sangre no son organismos vivos, y afirmó que "los precipitados de CaCO3 preparados in vitro son notablemente similares a las supuestas nanobacterias en términos de sus formas vesiculares de tamaño uniforme, delineadas por membranas, con formaciones similares a la división celular y agregaciones en forma de colonias". [6] El crecimiento de estos precipitados inorgánicos "biomórficos" se estudió en detalle en un artículo de Science de 2009 , que mostró que los mecanismos de crecimiento de cristales inusuales 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 las supuestas nanobacterias, afirmando que sus resultados mostraban que la evidencia de vida no puede basarse solo en la morfología .

Trabajos posteriores sobre la importancia de las nanobacterias en geología por RL Folk y colegas incluyen el estudio de ooides de carbonato de calcio , [20] minerales de arcilla de silicato , [21] sulfuros metálicos , [22] y óxidos de hierro . [23] En todos estos minerales químicamente diversos, las nanobacterias putativas son aproximadamente del mismo tamaño, principalmente 0,05-0,2 μm. Esto sugiere un origen común . [ cita requerida ] Al menos para la localidad tipo en Viterbo, Italia, la biogenicidad de estas células diminutas ha sido apoyada por microscopía electrónica de transmisión (TEM). [24] Los cortes a través de un bioslime verde mostraron entidades de 0,09-0,4 μm de diámetro con paredes celulares definidas y puntos interiores parecidos a ribosomas , e incluso objetos más pequeños con paredes celulares e interiores translúcidos 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 de Marte. [26]

Véase 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.). Vaccines 97. Enfoques moleculares para el control de enfermedades infecciosas . Nueva York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. págs. 99-103. ISBN 0-87969-516-1.
  2. ^ Kajander E (2006). "Nanobacterias: propagación de nanopartículas calcificantes". 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 las nuevas nanopartículas calcificantes y autorreplicantes". J Investig 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 las nanobacterias en arterias humanas calcificadas y válvulas cardíacas". Am 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 USA . 97 (21): 11511–5. Bibcode :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 sangre humana como nanopartículas de carbonato de calcio". Proc. Natl. Sci. USA . 105 (14): 5549–54. Bibcode :2008PNAS..105.5549M. doi : 10.1073/pnas.0711744105 . PMC 2291092 . PMID  18385376. 
  7. ^ Jack Maniloff, citado en "El ascenso y la caída de las nanobacterias", 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 los cambios de tamaño bacteriano y la formación de microcolonias y ultramicrocolonias por bacterias heterotróficas en agua de mar". Appl. Environ. 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 los investigadores para nombrar -o deletrear- las nanopartículas aisladas de especímenes geológicos como nanobacterias , y aquellas de especímenes biológicos como nanobacterias .
  12. ^ ab Folk, Robert L. (4 de marzo de 1997). "Nanobacterias: seguramente no son ficciones, pero ¿qué demonios son?". naturalSCIENCE. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2008. Consultado el 20 de diciembre de 2008 .
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