Puntos de inflexión

La historia era increíble, en efecto, pero se impuso a todos, porque sustancialmente era cierta. Verdadero era el tono de Emma Zunz, verdadero el pudor, verdadero el odio. Verdadero también era el ultraje que había padecido; sólo eran falsas las circunstancias, la hora y uno o dos nombres propios.

Taxonomía, del griego taxis (orden) nemein (distribuir o gobernar), es la ciencia de la clasificación de los organismos. La misma consiste en tres partes. La clasificación basada en la similitud, la nomenclatura que asigna nombres y la identificación que permite ubicar un nuevo aislamiento en un determinado grupo taxonómico.

Históricamente la clasificación bacteriana ha constituido un problema. Los pocos caracteres morfológicos visibles requieren de un alto número de pruebas adicionales para poder definir una especie y darle al microorganismo un nombre que lo sitúe como entidad reconocida por aquéllos que lo estudian. A partir de este enfoque metodológico surgen preguntas al nombrar un género o una especie, entre ellas: ¿Debe el nombre referirse a la fisiología del microorganismo en cuestión? ¿O se debe aceptar la similitud aunque ésta no esté basada en caracteres relevantes?

El hoy llamado Cupriavidus necator (Vandamme y Coenye, 2004) es una bacteria que inició su periplo taxonómico como Hydrogenomonas eutropha (Wittenberger y Repaske, 1958). En 1969 un trabajo firmado por titanes de la Microbiología como Doudoroff, Stanier y Mandel, le otorgó el nombre de Alcaligenes eutrophus (Davis et al., 1969). Más tarde, Yabuuchi et al. (1995) dieron un paso mayor y definieron un nuevo género: Ralstonia (en honor a Erika Ralston, aunque se rumorea que Ralston no es su apellido sino el del marido) donde A. eutrophus fue transferido como R. eutropha. En 2004 Vaneechoute et al. en base a nuevas evidencias decidieron definir un nuevo género denominado Wautersia (en honor a Wauter) en el cual la ex R. eutropha, ahora bajo el nombre Wautersia eutropha, tuvo una efímera existencia. Como se puede ver este microorganismo no solamente cambió de nombre sino también de la clase gramatical género, pasando del femenino al masculino y viceversa (femenino en los géneros Hydrogenomonas, Ralstonia y Wautersia, y masculino en los géneros Alcaligenes y Cupriavidus).

En realidad C. necator ha estado en el planeta desde el comienzo de la vida, a decir verdad un poco más tarde, porque es aerobio[1]. Su característica más importante, según nuestra opinión coincidente con el concepto de Orla-Jensen cuando creó el género Hydrogenomonas en 1909, es la capacidad de oxidar el hidrógeno para obtener energía y crecer autotróficamente en presencia de CO₂. Sin embargo los “old masters” (Davis et al., 1969) consideraron al género Hydrogenomonas como “grupo fisiológico” y realizaron un sin número de observaciones, entre otras, ordenamiento de flagelos, presencia de pigmentos, pruebas bioquímicas, G + C %, y requerimientos nutricionales, que demostraron que muchas especies dentro de este género son incapaces de fijar CO₂. A raíz de ello ubicaron a las distintas especies dentro de otros géneros y desde la publicación de ese trabajo el género Hydrogenomonas dejó de existir y H. eutropha pasó a llamarse A. eutrophus.

En esa época las tecnologías moleculares recién comenzaban a avanzar (Ralston et al., 1972) y por supuesto con las herramientas de la época el trabajo era sólido e irrefutable, mas se preveía que cambios profundos se avecinaban. La metodología basada en innumerables pruebas recibió una ayuda considerable con la elección, por sus características de universalidad y funcionalidad conservada, del 16S rRNA como reloj molecular. Las secuencias del gen codificante de esta macromolécula se utilizaron a partir de los años 80 para construir árboles filogenéticos y contribuyeron a simplificar la tarea conducente a la definición de géneros y especies.

Técnicas más sofisticadas como análisis de ácidos grasos, hibridaciones rRNA-DNA, y secuenciación del 16S rDNA junto con pruebas bioquímicas dieron como resultado que A. eutrophus pasara a llamarse R. eutropha, dato no menor y sobre el cual volveremos más adelante, ya que con este nombre se secuenció su genoma.

En 2004 cuando el género Ralstonia estaba densamente poblado debido a la incorporación de nuevas y antiguas especies, Vaneechoute et al., mediante un extenso estudio filogenético y pruebas bioquímicas encontraron dos linajes dentro de las distintas especies de Ralstonia y el linaje de R. eutropha dio origen a un nuevo género, Wautersia. Es de hacer notar que a medida que se aíslen y se identifiquen nuevas especies bacterianas es probable que el número de géneros crezca ad infinitum.

En el mismo año Vaandamme y Coenye partieron hacia la nueva clasificación con un enfoque histórico y legal, además de estar munidos de un arsenal de tecnologías actuales. Rescataron Cupriavidus necator, la especie tipo del género Cupriavidus, para compararla con W. eutropha, y los resultados obtenidos fueron los indicados en la Tabla 1, observándose además idénticos resultados para todas las cepas en las pruebas bioquímicas.

Comparación de características entre varias cepas bacterianas según Vaandamme et al., 2004

A medida que fueron incorporándose nuevas tecnologías fueron cambiando los criterios establecidos para determinar la especie bacteriana. En la actualidad, se dice que dos cepas pertenecen a una misma especie bacteriana si el contenido de G + C de sus genomas es similar, y sus DNA totales se reasocian en un porcentaje mayor al 70%.

En conclusión, las cepas comparadas son la misma genoespecie, y dado que C. necator había sido descripto en 1987, por reglas de prioridad del Código Internacional de Nomenclatura de Bacterias prevalece sobre W. eutropha (2004).

La definición de especie es operacional y hasta ahora la verdadera información es el genoma. Vaya un ejemplo. Como dijimos anteriormente la secuencia del genoma de R. eutropha H16 está disponible en bancos de genes. Cuando Vaandamme et al. compararon esta cepa con las especies tipo de C. necator y W. eutropha obtuvieron los valores indicados en la Tabla 1. Comparando los resultados, es evidente que las técnicas aplicadas en taxonomía, aunque sean sofisticadas, no aseguran una información precisa para el científico en su laboratorio. En cambio, el conocimiento del genoma permite tener información confiable.

Los métodos de secuenciación tienen precios cada vez más accesibles, y es muy posible que en un futuro cercano toda cepa en estudio sea secuenciada. Por ejemplo, Haemophilus influezae Rd KW20 fue el primer microorganismo cuyo genoma fue secuenciado completamente, y hasta ahora se han secuenciado tres cepas más de H. influenzae. Notablemente, las cuatro difieren en el tamaño de su genoma, lo cual refuerza el concepto de que la información más completa se obtiene a partir del conocimiento de la secuencia de DNA de los organismos.

¿Y las reglas para nombrar, nos dicen la importancia de un género para la naturaleza y para nosotros? Si fuese necesario iniciar una búsqueda en la increíble diversidad bacteriana para resolver problemas que nos afectan ¿qué encontraríamos en esa lista de nombres? En un principio están los derivados de nombres de científicos, que tienen un carácter anecdótico y no reflejan ni la fisiología, ni la importancia médica o ecológica que puede tener un grupo de bacterias, aunque Escherichia coli tuvo una amplia difusión mediática que compensó el homenaje a su descubridor Theodore von Escherich. Luego están los nombres de géneros sólidamente establecidos como por ejemplo Clostridium, Pseudomonas y Treponema, de los cuales, aunque sus nombres no las evoquen, existe un conocimiento general sobre sus características metabólicas. En cuanto a las bacterias nitrificantes hemos tenido suerte porque sus nombres reflejan aspectos ecológicos importantes para nosotros aunque difieran mucho entre ellas. Las especies del género Nitrobacter oxidan nitrito a nitrato y las especies del género Nitrosomonas oxidan amonio a nitrito. Este es un dato para tener en cuenta en campos fertilizados con urea. A aquéllos a los cuales les interesen los campos fertilizados fijarán también su atención en el género Rhizobium, cuyos miembros fijan N₂ simbióticamente, ya que en su nombre no es demasiado difícil detectar una referencia a su interacción con las raíces de las plantas. Lactobacillus es un género que buscarán las personas interesadas en la producción de alimentos y es de importancia médica, ya que muchas de sus especies están presentes en los órganos de nosotros, los mamíferos. En algunos casos la especie da la ayuda que el género omite. Corynebacterium y Clostridum describen caracteres celulares morfológicos que no aportan mucha información, sin embargo todos sabemos a qué atenernos cuando hablamos de C. diphtheriae o C. acetobutylicum.

Los nombres que elegimos nosotros, los humanos, están tal vez condicionados por la época en la cual vivimos. En 1969, las pruebas bioquímicas, los pigmentos, etc., eran, como ahora, muy útiles desde el punto de vista médico (los pacientes muy agradecidos), más no existía preocupación por el ambiente y la energía renovable como se da en 2010. Por otro lado, en la época (1909) en que Orla-Jensen creó el género Hydrogenomonas, la energía era un bien de difícil acceso y muchas voces clamaban por el mal que el uso desmedido del carbón como combustible causaba en la salud. Estos conceptos están vigentes un siglo después, y por esa razón volvemos nuestros ojos hacia la fuente inagotable de energía limpia, el H₂, y nos interesa la autotrofía que da cuenta del CO₂. En vista de ello, quisiéramos que los nombres de las bacterias reflejen los caracteres fisiológicos, que son los que consideramos de mayor importancia.

El Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana requiere que todo nombre nuevo aparezca en una Lista de Validación que indica que ha sido publicado válidamente. La lista sólo valida la publicación y no obliga a aceptar el nombre, ya que la taxonomía es una cuestión de buen juicio científico y consenso, pero debido a esta particularidad a menudo ocurre que hay varios nombres vigentes para un mismo microorganismo (en el caso de nuestro organismo ejemplo, Ralstonia eutropha y Cupriavidus necator).

Los nuevos nombres validados se van incorporando a una Lista de Nombres Aprobados de Bacterias. Tal vez podrían ir generándose bancos de datos que agrupasen a los microorganismos de esta Lista según su metabolismo central u otras características fisiológicas, ecológicas, médicas, etc., para proveer otra fuente de información seguramente útil. Lo ideal sería que la búsqueda en dichos bancos de datos pudiera realizarse utilizando criterios que involucren a estas características.

Problema humano el nombrar. No está mal recordar que por más que cambiemos sus nombres, como bien dijo Louis Pasteur: les bactéries auront le dernier mot[2].

Bacterial classification has always been a problem. The few visible morphological characters require a great number of additional tests in order to be able to define a species and give the microorganism a name that situates it as an entity acknowledged by those who study it. Several questions arise when a genus or species is given a name. For instance: must the name refer to the physiology of the microorganism? Or must we accept similitude even if it is not based on relevant characters?

Davis, D.H., Doudoroff M., Stanier R.Y. and M. Mandel. 1969. Proposal to reject the genus Hydrogenomonas: Taxonomic implications. Int. J. Syst. Bacteriol.19: 375-390

Orla- Jensen, S. 1909. Die Hauptlinien des natürlichen Bakteriensystems. Zentralhl. Bakteriol. Abt. II, 22: 305- 346

Vandamme, P. and T. Coenye. 2004 Taxonomy of the genus Cupriavidus: a tale of lost and found. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54: 2285-2289

Vaneechoutte, M.; Kämpfer P., De Baere, T., Falsen, E. and G. Verschraegen. 2004. Wautersia gen. nov., a novel genus accommodating the phylogenetic lineage including Ralstonia eutropha and related species, and proposal of Ralstonia [Pseudomonas] syzygii (Roberts et al. 1990) comb. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54: 317-327

*La Dra. Beatriz S. Méndez es profesora Asociada Consulta e investigadora principal de CONICET. Contacto: bea@qb.fcen.uba.ar

La Dra Nancy López es Profesora Adjunta e investigadora independiente de CONICET

Lugar de trabajo: Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.

[1] Este microorganismo es aerobio, es decir, utiliza oxígeno, y pudo desarrollarse una vez que las bacterias fotosintéticas transformaron la atmósfera terrestre al generar este gas.

[2] las bacterias tendrán la última palabra

Comparación de Cepas	% Homología 16S rDNA	Perfil de proteínas	% Hibridización DNA-DNA
C. necator LMG 8453^T W. eutropha LMG 199^T	99,7	“muy similar”	79
C. necator LMG 8453^T W. eutropha LMG1201 (R . eutropha H16)	------	“muy similar”	92
W. eutropha LMG 199^T W. eutropha LMG1201 (R . eutropha H16)	-------	“muy similar”	100