Esto es lo que aprenderá cuando lea esta historia:
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Descubiertos hace más de 60 años, los extremófilos son bacterias, arqueas y eukarya que pueden sobrevivir en ambientes extremadamente salados, calientes, fríos, ácidos o radiactivos.
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Un nuevo estudio de investigación encuentra que los extremófilos han revolucionado la medicina y son aliados invaluables en la lucha contra el cambio climático.
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Los extremófilos son difíciles de criar en el laboratorio, pero la biología sintética permite crear organismos con características extremófilas.
Mientras visitaba las famosas aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone en 1964, el ecologista Tom Brock se encontró con algo tan pequeño que cambiaría un paradigma importante: un microorganismo que puede sobrevivir a temperaturas mucho más allá de lo que los científicos habían pensado anteriormente. Ese organismo, luego su nombre. Termo acuático por Brock y su equipo de investigación, es ampliamente considerado como uno de los primeros extremófilos (organismos que prosperan en ambientes hostiles). T. acuático finalmente dio a la ciencia un impulso importante al proporcionar la enzima crucial necesaria para la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que es fundamental para el desarrollo de vacunas. Ahora, se ha publicado un nuevo estudio de investigación en la revista. Fronteras en microbiología muestra cómo el descubrimiento de Brock fue sólo un preludio de los sorprendentes descubrimientos científicos que estos pequeños microbios han hecho posibles.
La bacteria descubierta en Yellowstone se conoce como termófila, lo que significa que puede soportar temperaturas muy altas. Pero otros tipos de bacterias, arqueas e incluso algunas eukarya pueden adaptarse al frío extremo (psicrófilos), prosperar en agua muy salada (halófilos), resistir las propiedades castigadoras del ácido (acidófilos) o simplemente sobrevivir en niveles peligrosamente bajos de radiación (radiófilos). Los extremófilos exhiben una superfuerza contra condiciones extremadamente inhóspitas, y los científicos han descubierto formas de aprovechar estas habilidades, por ejemplo. T. acuático– para propósitos muy importantes.
«Los extremófilos muestran una notable adaptación a entornos que antes se consideraban inhabitables», escribió el equipo de investigación, formado por científicos de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos. «Tienen adaptaciones fisiológicas y bioquímicas únicas que les permiten sobrevivir e incluso prosperar en condiciones tan hostiles. Estas adaptaciones incluyen sistemas robustos de reparación del ADN que revierten el daño por radiación, estructuras de membrana resistentes y composiciones de lípidos, acumulación de osmolitos orgánicos, producción de enzimas especializadas y cambios en los niveles de proteínas que protegen a nivel celular».
En las décadas transcurridas desde su descubrimiento, la ciencia de la biología extremófila ha demostrado ser una mina de oro de avances en aplicaciones prácticas para la agricultura, los textiles, los biocombustibles, la ciencia de los materiales y la cosmetología, sólo por nombrar algunos. Pero la utilidad de estos organismos extremos va más allá de lo práctico: también han hecho contribuciones heroicas a la ciencia pura. Extremófilo como una especie de análogo vivo de LUCA, o el último ancestro común universal de la Tierra, que es el organismo no vivo a partir del cual evolucionó toda la vida en nuestro planeta.
Aunque no conocemos todos los detalles sobre LUCA, los científicos especulan que lo más probable es que fuera un procariota anaeróbico extremófilo que vivía cerca de un respiradero hidrotermal en las profundidades del océano. La razón es simple: si fueras un mesófilo que respira oxígeno (un organismo que prospera a temperaturas moderadas), la Tierra no era tu lugar durante el Eón Hadeano. Pero para los extremófilos, era lo correcto.
«Los extremófilos se encuentran en los tres dominios de la vida, incluidas las bacterias, las arqueas y los eukarya, y comparten mecanismos similares para sobrevivir en ambientes extremos», escribieron los autores. «Estos rasgos comunes pueden haber surgido a través de la coevolución y/o la adquisición horizontal de genes resistentes al estrés de un acervo genético ambiental compartido».
A medida que el mundo enfrenta los desafíos que plantea el cambio climático, es probable que los extremófilos desempeñen un papel clave en la creación de soluciones. Las herramientas de edición genética como CRISPR/Cas9 permiten a los científicos crear bioingenieros eficientes que pueden fijar carbono o consumir metano (un gas de efecto invernadero 28 veces más potente que el dióxido de carbono). El gran desafío futuro es encontrar formas de crear y cultivar estos organismos que surgen naturalmente en condiciones muy específicas. Los científicos esperan que el advenimiento de la biología sintética les permita crear organismos con las propiedades extremófilas necesarias para aplicaciones prácticas, convenientemente integrados en los cuerpos de organismos fácilmente cultivables.
Para resolver algunos de los mayores problemas del mundo, los científicos pueden recurrir al mundo muy pequeño.
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