Microbiología

Las comunidades bacterianas tienen memoria de trabajo.

Los biólogos que estudian colectivos de bacterias, o «biopelículas», han descubierto que estos llamados organismos simples presentan una capacidad robusta de memoria.

Trabajando en el laboratorio de la Universidad de California en San Diego, el profesor Gürol Süel, Chih-Yu Yang, Maja Bialecka-Fornal y sus colegas descubrieron que las células bacterianas estimuladas con luz recordaban las horas de exposición después del estímulo inicial. Los investigadores pudieron manipular el proceso para que surgieran patrones de memoria.

El descubrimiento revela paralelos sorprendentes entre organismos unicelulares de bajo nivel y neuronas sofisticadas que procesan la memoria en el cerebro humano.

«Incluso hace unos pocos años, la gente no pensaba que las células bacterianas y las neuronas fueran similares porque son células tan diferentes», dijo Süel. «Este hallazgo en bacterias proporciona pistas y una oportunidad de comprender algunas características clave del cerebro en un sistema más simple. Si entendemos cómo surgió algo tan sofisticado como una neurona, sus raíces antiguas, tenemos una mejor oportunidad de entender cómo y por qué funciona de cierta manera».

Los hallazgos, descritos se publicaron en la revista Cell Systems, también proporcionan un camino de partida para que los científicos algún día diseñen sistemas informáticos básicos con organismos vivos como las bacterias.

Tras los recientes descubrimientos del laboratorio de Süel de que las bacterias usan canales iónicos para comunicarse entre sí, una nueva investigación sugirió que las bacterias también podrían tener la capacidad de almacenar información sobre sus estados pasados. 

En el nuevo estudio, los investigadores pudieron codificar patrones de memoria complejos en biopelículas bacterianas con cambios inducidos por la luz en el potencial de membrana celular de la bacteria Bacillus subtilis

Descubrieron que las huellas ópticas duraban horas después del estímulo inicial, lo que conducía a una representación directa y controlable de la resolución de una sola célula de la memoria.

«Cuando perturbamos estas bacterias con luz, recordaron y respondieron de manera diferente a partir de ese momento», dijo Süel. «Entonces, por primera vez, podemos visualizar directamente qué células tienen memoria. Eso es algo que no podemos visualizar en el cerebro humano».

La capacidad de codificar la memoria en comunidades bacterianas, dicen los investigadores, podría permitir la computación biológica futura mediante la impresión de patrones complejos de memoria espacial en biopelículas.

«Las bacterias son la forma de vida dominante en este planeta», dijo Süel. «Ser capaz de escribir memoria en un sistema bacteriano y hacerlo de manera compleja es uno de los primeros requisitos para poder hacer cálculos utilizando comunidades bacterianas».

Además, como señalan los investigadores en el estudio: «Por lo tanto, puede ser posible imprimir circuitos sintéticos en biopelículas bacterianas, activando diferentes tipos de cálculos en áreas separadas de la biopelícula … En general, es probable que nuestro trabajo inspire nuevas membranas- enfoques basados ​​en el potencial en biología sintética y proporcionan un paradigma bacteriano para sistemas biológicos con capacidad de memoria».

Mayor información: Chih-Yu Yangg, Maja Bialecka-Fornal, Colleen Weatherwax, et al. «Encoding Membrane-Potential-Based Memory within a Microbial Community». Cell Systems, Published: 13 March 2020.

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2 Replies to “Las comunidades bacterianas tienen memoria de trabajo.

  1. Esto me hace recordar que los paramecium sometidos a un estímulo (flashe) luego los converian en papilla y se los suministraban de alimentos a otros paramecium y de alguna manera estos últimos observaban la misma conducta de los anteriores al ser irradiados con el flashs). Muy interesante.

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