Las bacterias tienen memoria que pasa a sus descendientes

Las bacterias poseen una 'memoria' que pasa el conocimiento sensorial de una generación de células a otra, todas sin un sistema nervioso central ni neuronas, según cientificos de UCLA.

"Esto es una gran sorpresa para nosotros y para este campo", dijo Gerard Wong, profesor de bioingeniería y de química y bioquímica, miembro del California NanoSystems Institute en la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles) y uno de los autores principales del estudio.

Estos hallazgos son un paso importante hacia la comprensión de las infecciones difíciles de tratar causadas por biopelículas bacterianas en personas con fibrosis quística.

El equipo estudió una cepa de bacterias llamada Pseudomonas aeruginosa que forma biofilms en las vías respiratorias de personas con fibrosis quística y causa infecciones persistentes que pueden ser letales. Las biopelículas bacterianas también pueden formarse en implantes quirúrgicos, como una cadera artificial; cuando lo hacen, pueden hacer que el implante falle. Las biopelículas bacterianas están compuestas por células bacterianas genéticamente idénticas que pueden colonizar casi cualquier superficie y formar comunidades en las que las células individuales se organizan y cooperan.

"El primer paso para formar una biopelícula es que las bacterias deben sentir la superficie y desarrollar la capacidad de adherirse", dijo Calvin Lee, un estudiante de posgrado de la UCLA y coautor del estudio. "Por primera vez, pudimos seguir el comportamiento de linajes enteros de células individuales, y descubrimos que los descendientes podían recordar las señales de detección de superficie de sus antepasados".

Los hallazgos fueron publicados en línea en PNAS.

"Fue realmente emocionante para mí que aprendiéramos cómo los vínculos reversibles e irreversibles se vinculan durante la formación temprana del biofilm", dijo en un comunicado George O'Toole, autor principal colaborador del estudio y profesor de la Escuela de Medicina Geisel en Dartmouth. "Estos conceptos fueron descritos en la década de 1930, pero nos llevó casi 90 años entender cómo funcionan de la mano para ayudar a impulsar la formación temprana de biopelículas".

Para analizar las células que están en proceso de "detección" de la superficie, los científicos utilizaron un método de seguimiento celular multigeneracional desarrollado por el grupo de investigación de Wong, junto con varios otros métodos de análisis de datos, incluida una técnica de procesamiento de señales que se utiliza más comúnmente para analizar el tono en la música, la primera aplicación conocida de esta técnica para mediciones biológicas.

El enfoque reveló que dos eventos estaban relacionados en un patrón rítmico: la expresión de AMP cíclico, una molécula de señalización dentro de las células bacterianas y el nivel de actividad de pili tipo IV, los apéndices de las células de las bacterias que participan en el movimiento de las células. El estudio reveló que los eventos están separados por unas pocas horas.

"Las bacterias sienten y recuerdan a través de este patrón rítmico, que es fundamental para su decisión de suprimir la motilidad, volverse estacionario y, en última instancia, unirse a una superficie de forma irreversible y formar una biopelícula", dijo Wong.