Un estudio de UC Berkeley descubre que las algas parasitaron células de coral para construir arrecifes

Los arrecifes de coral podrían deber su existencia no a una fusión cooperativa entre algas y coral, sino a un robo celular. Un equipo de investigación de UC Berkeley ha publicado hallazgos en la revista Cell que muestran que las algas colonizaron el coral parasitando los lisosomas —los compartimentos digestivos dentro de las células— en lugar de ser absorbidas en estructuras especializadas como los científicos habían asumido durante mucho tiempo.

Derribando una suposición largamente sostenida

El estudio, dirigido por el profesor asistente de biología molecular y celular de Berkeley, Phillip Cleves, desafía la visión predominante de que los corales absorbían algas en compartimentos llamados simbiosomas en un proceso análogo a cómo las mitocondrias y los cloroplastos se convirtieron en accesorios permanentes de las células animales y vegetales. En cambio, los investigadores argumentan que las algas dinoflageladas evolucionaron para resistir las enzimas digestivas dentro de los lisosomas y convirtieron estos compartimentos hostiles en hogares.news.berkeley+1

"Los parásitos básicamente engañan a las células para que hagan lo que ellos quieren. Eso es lo que creo que está sucediendo aquí", dijo Cleves. "Las algas están secuestrando los centros de nutrientes de las células y actuando como comida que nunca se digiere porque pueden fijar carbono y producir glucosa a partir de la fotosíntesis. Pienso en ello como un caramelo eterno".phys

Una vez establecidas dentro del lisosoma, las algas absorben carbono de la célula huésped y liberan glucosa producida mediante la fotosíntesis, alimentando al coral a cambio. Este intercambio permitió que los corales prosperaran en aguas tropicales pobres en nutrientes y construyeran los sistemas de arrecifes que sustentan aproximadamente a una cuarta parte de todas las especies marinas.phys

Experimentos genéticos revelan el mecanismo

Utilizando corales criados en un vivero de agua salada personalizado en el Koshland Hall de Berkeley, el equipo aisló la membrana del simbiosoma en anémonas e identificó aproximadamente 200 proteínas, muchas de ellas normalmente encontradas en los lisosomas. Los experimentos de desactivación mostraron que varias proteínas lisosomales son necesarias para que las algas sobrevivan dentro de estos compartimentos.phys

El becario postdoctoral Shumpei Maruyama y la estudiante de doctorado Catherine Henderson utilizaron CRISPR para eliminar un transportador de bicarbonato en el coral constructor de arrecifes Galaxea fascicularis, demostrando que es esencial para la simbiosis. Ese transportador suministra dióxido de carbono a las algas, permitiendo que la fotosíntesis continúe incluso en lo profundo de una célula de coral.sciencedirect+1

"Ahora estamos demostrando que el simbiosoma es en realidad un tipo de fagolisosoma, lo cual es profundo", dijo Cleves. "Creemos que este secuestro del fagolisosoma nos dice cómo estas algas son tan promiscuas al desarrollar nuevas simbiosis con corales, anémonas, medusas, almejas e incluso gusanos planos".phys

Implicaciones para el blanqueamiento de los corales

Debido a que los lisosomas se conservan en todos los animales, el hallazgo sugiere que las algas solo necesitaban evolucionar la resistencia a la digestión para colonizar una amplia gama de huéspedes marinos, lo que explica por qué la familia de simbiontes Symbiodiniaceae aparece en organismos que van desde corales hasta almejas. El trabajo también abre una nueva línea de investigación sobre el blanqueamiento de los corales: la disfunción de las proteínas simbiosomales durante el estrés térmico puede impulsar la ruptura de la relación que mantiene vivos a los arrecifes.phys