Biologia de los microorganismos-1068 (1293)

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636 E C O L O G Í A M I C R O B I A N A Y M I C R O B I O L O G Í A A M B I E N T A L
sustrato consumido por las células individuales, lo que per-
mite describir la distribución de la actividad en una comuni-
dad. La única limitación de esta técnica es la disponibilidad de 
isótopos radiactivos adecuados. Por ejemplo, aunque los sus-
tratos marcados en el carbono funcionan bien, no es posible 
rastrear la incorporación de nitrógeno usando MAR-FISH por-
que el isótopo radiactivo 13N tiene una semivida muy corta. 
No obstante, se puede rastrear la incorporación de nitrógeno 
usando el 15N no radiactivo con NanoSIMS, como ya hemos 
visto (Figura 18.28).
MINIRREVISIÓN
 ¿Cómo se puede usar el NanoSIMS para identificar una 
bacteria fijadora de nitrógeno?
 ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la citometría de flujo 
respecto de la microscopía para caracterizar una comunidad 
microbiana?
 Cómo relaciona la MAR-FISH la diversidad microbiana y la 
actividad?
de la clorofila de microorganismos fotótrofos) o aportada por la 
tinción del DNA, por tinción diferencial de células vivas frente 
a células muertas (tinción de viables) o por sondas de DNA 
fluorescentes (FISH), todos ellos métodos analizados en este 
capítulo. Una gran ventaja de la citometría de flujo es la posi-
bilidad de llevar a cabo análisis multiparamétricos, es decir, la 
capacidad para combinar varios parámetros en el análisis de 
una muestra biológica o para encontrar una población espe-
cífica. Un ejemplo destacable de esto es el descubrimiento, a 
finales de los ochenta, de una comunidad nueva y abundante 
de cianobacterias marinas, todas ellas especies del género Pro-
chlorococcus. Las células de Prochlorococcus son más pequeñas 
que las de Synechococcus, otra cianobacteria marina habi-
tual, y tienen propiedades fluorescentes distintas. La citome-
tría de flujo resolvió estas dos poblaciones por diferencias en 
el tamaño y en la fluorescencia, y seguidamente se observó que 
Prochlorococcus era el fotótrofo oxigénico predominante en las 
aguas oceánicas entre los 40 °S y los 40 °N de latitud, alcan-
zando concentraciones de más de 105 células/ml. Basándose 
en este descubrimiento podemos afirmar que Prochlorococcus 
es el organismo fotótrofo más abundante de la Tierra. Habla-
mos con más detalle de la biología de Prochlorococcus en la Sec-
ción 19.10 y en la Figura 18.19.
Radioisótopos en combinación con FISH: 
microautorradiografía-FISH
Los radioisótopos se usan para medir la actividad microbiana 
en una técnica microscópica llamada microautorradiograf ía
(MAR). En este método, las células de una comunidad micro-
biana se exponen a un sustrato que contiene un radioisótopo, 
como un compuesto orgánico o CO
2
. Los heterótrofos captan 
los compuestos orgánicos radiactivos, y los autótrofos toman 
el CO
2
 radiactivo. Tras la incubación en el sustrato, las célu-
las se fijan a un portaobjetos y este se sumerge en emulsión 
fotográfica. Después se deja en oscuridad durante un tiempo 
y la desintegración radiactiva procedente del sustrato incor-
porado induce la formación de granos de plata en la emulsión; 
estos granos se muestran como puntos negros por encima 
y alrededor de las células. En la Figura 18.30a se muestra un 
experimento de MAR en el que una célula autótrofa ha cap-
tado 14CO
2
.
La microautorradiograf ía se puede realizar simultáneamente 
con FISH (Sección 18.4) en la técnica MAR-FISH, muy eficaz, 
que combina la identificación con la medición de actividad. La 
MAR-FISH permite a los ecólogos microbianos determinar 
(por MAR) qué organismos de una muestra natural están meta-
bolizando una sustancia concreta marcada radiactivamente, al 
mismo tiempo que se identifican dichos organismos (por FISH) 
(Figura 18.30). De este modo, la MAR-FISH va un paso más allá 
en la identificación filogenética al revelar información fisioló-
gica de los organismos, como también hace la NanoSIMS. Estos 
datos son útiles no solo para entender la actividad del ecosis-
tema microbiano, sino también como orientación para preparar 
los cultivos de enriquecimiento. Por ejemplo, saber la filogenia 
y la morfología de un organismo que metaboliza un sustrato 
concreto en una muestra natural puede servir para diseñar un 
protocolo de enriquecimiento con el que aislar el organismo. 
Además, los resultados de MAR-FISH se pueden cuantificar 
contando los granos de plata como medida de la cantidad de 
(a)
(b) (c)
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Figura 18.30 MAR-FISH. Hibridación fluorescente in situ (FISH)
combinada con microautorradiografía (MAR). (a) Célula filamentosa sin 
cultivar perteneciente a las gammaproteobacterias (como indica la FISH) que 
resulta ser autótrofa (como indica la captación de 14CO
2
 medida por MAR). 
(b) Captación de 14C-glucosa por parte de un cultivo mixto de Escherichia coli
(células amarillas) y Herpetosiphon auranticus (células verdes filamentosas). 
(c) MAR del mismo campo de células de la parte b. La radiactividad
incorporada expone la película y muestra que la glucosa ha sido asimilada
principalmente por las células de E. coli.
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