Un regalo genético para los consumidores de sushi

Publicado online el 7 de abril 2010 | Nature | doi: 10.1038/news.2010.169

Un regalo genético para los consumidores de sushi

Una dieta rica en algas deja su huella en los microorganismos intestinales.
Heidi Ledford

[ Algunos japoneses podrían digerir el alga que se utiliza para envolver el sushi gracias a los genes de una bacteria marina. N. Young/ iStockphoto ]

Los genes recogidos de un extraño microorganismo podrían permitir a algunos japoneses extraer nutrientes de las algas, que en otro caso no serían digeribles.

Un estudio publicado esta semana en Nature¹ sugiere que un microorganismo marino, quizá ingerido en las algas, probablemente transfiera los genes codificantes de las enzimas digestivas de las algas a las bacterias que habitan en el intestino humano. Las enzimas descomponen los hidratos de carbono de las algas, incluida una encontrada en el alga roja del género Porphyra, conocida por los amantes del sushi como nori.

Aunque se ha sospechado la transferencia de genes a los microorganismos intestinales en otros casos, éste es el primer ejemplo claro en el que un microorganismo intestinal ha ganado un nuevo nicho biológico apropiándose de los genes de una bacteria ingerida, afirmó Mirjam Czjzek, químico de la Universidad Pierre y Marie Curie en París, que es uno de los dos investigadores que dirigieron el estudio. “Probablemente hay muchos ejemplos más. Únicamente se debe a la rareza del nicho a su curiosa especificidad que hayamos sido capaces de localizar su procedencia.”

Eres lo que comes
Muchos de los microorganismos que residen en el intestino humano probablemente sean beneficiosos para sus huéspedes. Algunos pueden proporcionar a sus huéspedes un impulso calórico descomponiendo los hidratos de carbono ingeridos que las enzimas humanas no pueden tocar. En Japón, donde cada persona ingiere diariamente unos 14 gramos de algas, algunos de estos carbohidratos no digeribles provienen del alga que envuelve a los rollitos de sushi y forman la base de una gran cantidad de sopas y ensaladas.

Czjzek junto con Gurvan Michel, biólogo estructural de la misma universidad, y sus colegas descubrieron una nueva clase de enzima digestiva de algas denominada β-porfiranasas mientras buscaban proteínas que descompusiesen la biomasa de las algas.

[ Porphyra, también conocida como nori. M. D. Guiry ]

En el genoma de la bacteria marina Zobellia galactanivorans encontraron enzimas similares a las que degradan los compuestos agarosa y carragenina de las algas. Pero las enzimas carecían de la región crucial necesaria para reconocer estos polisacáridos.

Por el contrario, las enzimas descomponen un polisacárido de la Porphyra llamado porfirano. El equipo buscó en bases de datos de enzimas y encontró que todos están sintetizados por microorganismos marinos, excepto uno del genoma de una bacteria intestinal humana llamada Bacteroides plebeius.

La bacteria también contiene una enzima que descompone la agarosa. La bacteria Bacteroides que contiene estos genes sólo se encontró en individuos con ascendencia japonesa. Y sobre la base de la similitud en la secuencia de ADN y que los dos genes están cercanos en el genoma de B. plebeius que parece provenir de bacterias marinas, los investigadores concluyeron que los genes han sido transferidos de una bacteria marina a los microorganismos que viven en el intestino humano.

Riquezas genéticas Los resultados sugieren que las bacterias ingeridas podrían haber proporcionado un valioso recurso genético para los microorganismos intestinales a largo de la historia, afirmó Justin Sonnenburg, microbiólogo de la Universidad de Stanford en California.

[ Zobellia galactanivorans puede ser una de las muchas bacterias que han proporcionado a los seres humanos genes útiles. D. Scornet ]

Pero como nuestros alimentos cada vez son más estériles, nuestra exposición a este tesoro genético está disminuyendo, añadió. “Hemos recorrido un largo camino en el mundo desarrollado para reducir la carga microbiana de los alimentos, y al hacerlo hemos reducido las enfermedades transmitidas por los alimentos –aclaró–. Esto es bueno, pero tiene un coste. Hemos erradicado este componente microbiano potencialmente beneficioso.”

Es poco probable que los consumidores de sushi occidentales alberguen las bacterias que digieren el nori, afirmó Michel. Las transferencias genéticas son extremadamente raras y las bacterias expuestas a una dieta occidental no tendrían necesidad de cargar con esos genes, añadió. “La mayor diferencia en Japón es la cantidad de algas que se comen todos los días –explicó–. Es mucho mayor que comer sushi una vez por semana. No creo que la presión sea suficiente como para mantener los genes en nuestro intestino.”