En una playa salobre de Oregón, Estados Unidos, investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han identificado una nueva especie de bacteria que actúa como un cable eléctrico natural. La han nombrado Candidatus Electrothrix yaqonensis, en honor a la cuenca de la bahía de Yaquina, donde fue hallada. La bacteria pertenece al grupo de las denominadas “bacterias del cable”, microorganismos en forma de bastón que se conectan en ambos extremos, comparten una misma membrana externa y forman filamentos que pueden alcanzar varios centímetros de longitud.
Estas bacterias, que se desarrollan en sedimentos marinos y de agua dulce, poseen un metabolismo que les permite transportar electrones desde las capas más profundas, donde oxidan sulfuros, hasta las capas superficiales, donde estos electrones son aceptados por compuestos como el oxígeno o el nitrato. Esta forma de respiración permite la conducción eléctrica a lo largo del filamento. Hasta el momento se conocían 25 especies de bacterias del cable, clasificadas en dos géneros: Candidatus Electrothrix, presente en ambientes marinos, y Candidatus Electronema, que habita en aguas dulces y salobres.
Según Cheng Li, investigador posdoctoral de la universidad, la nueva especie representa un puente evolutivo entre ambos géneros, ya que posee genes y vías metabólicas características de ambos. El hallazgo permitiría comprender mejor la evolución de estas bacterias y su capacidad para adaptarse a distintos entornos.
La nueva bacteria se distingue por una cubierta exterior con crestas dispuestas en espiral, más gruesa que la de otras especies, con un espesor medio de 228 nanómetros. Además, los filamentos están rodeados por una envoltura transparente, similar a la forma de un guisante, que no conduce electricidad y se cree que cumple una función protectora frente al entorno.
En el interior de esta envoltura se encuentra una fibra con un complejo metálico centrado en el níquel, que funciona como un cable biológico y permite transportar electrones de forma eficiente. En pruebas realizadas en laboratorio, los investigadores depositaron filamentos sobre un electrodo de oro y observaron una respuesta eléctrica lineal y simétrica, lo que indica una alta conductividad. La resistencia eléctrica medida fue de aproximadamente 370 kiloohmios, comparable o superior a la de otras bacterias del cable.
Las pruebas también mostraron que Candidatus Electrothrix yaqonensis tiene una notable capacidad para reducir oxígeno, incluso a concentraciones muy bajas. El potencial de reducción de oxígeno fue de -70 milivoltios, y la constante de Michaelis, que mide la afinidad entre enzima y sustrato, fue de 4.5 micromoles, lo que sugiere una alta eficiencia en condiciones limitadas de oxígeno.
El análisis genómico reveló que la nueva especie presenta un mosaicismo genético, con rasgos de Candidatus Electrothrix y Candidatus Electronema. Un ejemplo de ello es el citocromo, una proteína clave en el transporte de electrones, que en esta bacteria contiene dos grupos hemo, a diferencia de las especies marinas, que solo presentan uno. Además, a diferencia de otras especies del género Electrothrix, esta bacteria carece de la enzima NQR, utilizada para regular la presión osmótica en ambientes marinos, y en su lugar cuenta con proteínas intercambiadoras de sodio y protones, lo que sugiere una adaptación a la variabilidad de salinidad del entorno salobre.
El equipo de investigación considera que Candidatus Electrothrix yaqonensis podría ser utilizada en el desarrollo de dispositivos electrónicos biodegradables y biosensores. Su capacidad para facilitar reacciones redox también podría aprovecharse en la limpieza natural de metales pesados y contaminantes orgánicos en sedimentos. Futuros estudios buscarán desentrañar el mecanismo de formación de su envoltura externa y el proceso mediante el cual se autoorganizan sus fibras conductoras.