El reloj biológico es el mecanismo que regula los ritmos de vida de los seres humanos, animales y plantas, no sólo durante el día, ayudando a nuestro cuerpo a comprender cuándo es de día y cuándo de noche y estableciendo los llamados ritmos circadianos, sino también durante el año, por ejemplo, señalando a los animales cuándo es el momento de hibernar o migrar. Si los estudios anteriores ya habían demostrado que las cianobacterias, bacterias fotosintéticas que producen glucosa, tienen relojes biológicos internos, hasta ahora no se sabía nada de las bacterias no fotosintéticas. Un estudio publicado en Science Advances ha llenado este vacío, revelando que incluso las bacterias no fotosintéticas regulan su actividad molecular basándose en un reloj interno: un descubrimiento que puede tener sorprendentes efectos positivos en la administración de terapias e incluso en el control biológico de plagas en la agricultura.
Los genes y los ciclos
Los investigadores analizaron la bacteria Bacillus subtilis, comúnmente llamada bacilo del heno o de los pastos, centrándose en particular en dos genes: el ytvA, un receptor de luz azul, y la enzima KinC, que induce la formación de biopelículas y esporas en la bacteria. Los investigadores observaron entonces el comportamiento de los dos genes en una situación de oscuridad total, comparándolo con una situación de alternancia luz-oscuridad (12 horas para cada fase): se encontró que los niveles de los dos genes aumentaban durante la oscuridad y disminuían durante la luz, siguiendo ciclos similares a nuestros ritmos circadianos, y que los ciclos se respetaban incluso durante las 24 horas de oscuridad total, demostrando la existencia de relojes “internos” en la bacteria.
Los genes también demostraron ser sensibles a los cambios de temperatura, y no de manera “mecánica”, reaccionando a un simple cambio momentáneo de temperatura, sino siguiendo un ritmo dictado por su reloj biológico. “Descubrimos por primera vez que incluso las bacterias no fotosintéticas saben qué hora es”, explica Martha Merrow, directora del estudio. “Adaptan sus actividades moleculares a las etapas del día recogiendo ciclos en la luz o la temperatura ambiente”.
Más aplicaciones de las que imaginas
Aunque a los no iniciados les parezca un descubrimiento “de nicho” y de poca utilidad para la vida cotidiana, no es así en absoluto. Según los investigadores, los resultados de este estudio podrían tener implicaciones no sólo en el campo de la medicina (¿es importante el tiempo de exposición a la bacteria para una posible infección? ¿El momento de la ingesta afecta a la eficacia de un tratamiento antibacteriano?), pero también en la agricultura, ya que el bacilo del heno se utiliza (también) como fungicida en los cultivos: “Poder programar el reloj biológico de esta bacteria”, dice Ákos Kovács, uno de los autores del estudio, “tendría consecuencias en diferentes campos de la biotecnología“.
