La adaptabilidad de la vitamina B12 en las algas antárticas tiene implicaciones para el cambio climático y la vida en el Océano Austral.

5 de febrero de 2024

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por Woods Hole Oceanographic Institution

La deficiencia de vitamina B12 en las personas puede causar una serie de problemas de salud e incluso volverse fatal. Hasta ahora, se pensaba que las mismas deficiencias también afectaban a ciertos tipos de algas. Un nuevo estudio ha examinado la exposición del alga Phaeocystis antarctica (P. antarctica) a una matriz de condiciones de hierro y vitamina B12. Los resultados muestran que esta alga tiene la capacidad de sobrevivir sin B12, algo que el análisis informático de secuencias genómicas había indicado incorrectamente.

El alga, nativa del Océano Austral, comienza como una célula única que puede transformarse en colonias de milímetros de tamaño. La investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, titulada 'Flexible B12 ecophysiology of Phaeocystis antarctica due to a fusion B12-independent methionine synthase with widespread homologues', realizada por MIT, WHOI, J.C. Venter Institute y Scripps Institution of Oceanography (UCSD), encontró que, a diferencia de otros fitoplancton polares clave, P. antarctica puede sobrevivir con o sin vitamina B12.

'La vitamina B12 es realmente importante para el metabolismo de las algas y porque les permite producir un aminoácido clave de manera más eficiente', dijo Makoto Saito, uno de los coautores del estudio y científico principal del Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

'Cuando no puedes obtener vitamina B12, la vida tiene formas de hacer esos aminoácidos más lentamente, lo que hace que también crezcan más lentamente. En este caso, hay dos formas de la enzima que produce el aminoácido metionina, una que necesita B12 y otra que es mucho más lenta, pero no necesita B12. Esto significa que P. antarctica tiene la capacidad de adaptarse y sobrevivir con una disponibilidad baja de B12.'

Los investigadores llegaron a su conclusión estudiando las proteínas de P. antarctica en un cultivo de laboratorio, y también buscando proteínas clave en muestras de campo. Durante su observación, encontraron que el alga tiene una proteína de fusión de sintasa de metionina independiente de B12 (MetE). El gen MetE no es nuevo, pero se creía que P. antarctica no lo poseía. MetE le da al alga la flexibilidad para adaptarse a una disponibilidad baja de vitamina B12.

'Este estudio sugiere que la realidad es más compleja. Para la mayoría de las algas, mantener un metabolismo flexible para B12 es beneficioso, dada la escasez de suministro de la vitamina en el agua de mar', dijo Deepa Rao, investigadora principal del estudio y ex becaria postdoctoral del MIT.' Tener esta flexibilidad les permite producir aminoácidos esenciales, incluso cuando no pueden obtener suficiente vitamina del entorno. Lo que implica que la clasificación de las algas como dependientes o no de B12 podría ser demasiado simplista.'

P. antarctica, que vive en la base de la cadena alimentaria, se pensaba que estaba controlada completamente por la nutrición de hierro. El descubrimiento del gen MetE también indica que la vitamina B12 probablemente juega un papel. Debido a su presencia en P. antarctica, la capacidad de adaptación del alga le otorga una ventaja potencial para florecer en la temprana primavera austral cuando las bacterias que producen B12 son más escasas.

Este descubrimiento también tiene implicaciones para el cambio climático. El Océano Austral, donde se encuentra P. antarctica, juega un papel significativo en el ciclo del carbono de la Tierra. P. antarctica absorbe el CO2 y libera oxígeno a través de la fotosíntesis.

'A medida que nuestro clima global se calienta, cada vez más hierro ingresa al Océano Austral costero debido al derretimiento de los glaciares', dijo Saito. 'Predecir qué será lo próximo limitante después del hierro es importante, y la B12 parece ser uno de ellos. Los modeladores climáticos quieren saber cuánta alga está creciendo en el océano para hacer predicciones correctas y han parametrizado el hierro, pero aún no han incluido la B12 en esos modelos.'

'Nos interesa especialmente saber más sobre la extensión de la diversidad a nivel de cepa. Será interesante ver si las cepas independientes de B12 tienen una ventaja competitiva en un Océano Austral más cálido', dijo Andy Allen, coautor del estudio y profesor conjunto en el J. Craig Venter Institute y Scripps Institution of Oceanography en la Universidad de California, San Diego. 'Dado que existen costos para la independencia de B12 en términos de eficiencia metabólica, una pregunta importante es si las cepas que requieren B12 podrían volverse dependientes de bacterias que producen B12'.

The discovery that P. antarctica has the ability to adapt to minimal vitamin B12 availability turns out to be true for many other species of algae that were previously also assumed to be strict B12 users. The findings from this study will pave the way for future research related to the carbon cycle and how different types of algae survive in the Southern Ocean's cold and harsh environment.

Provided by Woods Hole Oceanographic Institution