Se organizan en patrones propios de plantas y animales
Desarrollan sistemas de memoria y comunicación
Pablo Javier Piacente
Las bacterias organizadas en comunidades crean patrones de desarrollo identificados con organismos multicelulares como plantas y animales, una condición que les otorga una complejidad no advertida hasta el momento. Además, recuerdan y se comunican.
Un nuevo estudio desarrollado en la Universidad de California en San Diego, en Estados Unidos, ha descubierto una serie de características notables exhibidas por grupos de bacterias que viven juntas, en comunidades conocidas como biopelículas. Están organizadas en patrones elaborados, una característica que anteriormente solo se había asociado con organismos de nivel superior como plantas y animales.
Estas biopelículas, presentes en las tuberías de alcantarillado, los mostradores de la cocina e incluso en la superficie de nuestros dientes, emplean sistemas sofisticados para comunicarse entre sí, además de contar con una sólida capacidad de memoria. La investigación, dirigida por el biólogo Gürol Süel, fue publicada recientemente en la revista Cell y se realizó en colaboración con científicos de la Universidad de Stanford y la Universitat Pompeu Fabra, en España.
Video: comunidades de células bacterianas logran organizarse en segmentos sorprendentemente sofisticados. Créditos: Suel Lab @ UCSD / YouTube.
PATRONES GENÉTICOS
Según una nota de prensa, las comunidades bacterianas alcanzan estas propiedades mediante un mecanismo genético específico, que revela una increíble similitud con la forma en que se desarrollan las especies vegetales y animales. Al parecer, el descubrimiento podría dar lugar a una nueva concepción sobre el surgimiento histórico de los patrones celulares complejos.
En este sentido, los resultados sugieren que el concepto de patrón celular durante el desarrollo es mucho más antiguo de aquello que se pensaba hasta el momento. Todo indica que la capacidad de las células para segmentarse en el espacio y el tiempo no surgió únicamente con las plantas y vertebrados, sino que puede remontarse a más de mil millones de años y encontrarse en organismos mucho más simples.
Las comunidades de bacterias organizadas en biopelículas presentan distintos tipos de células. Sin embargo, anteriormente no se había pensado que estas células dispares tuvieran la capacidad de organizarse en patrones regulados. En el nuevo estudio, los científicos desarrollaron experimentos y un modelo matemático que reveló la base genética de comportamientos ligados a una especie de “comprensión” del tiempo, como así también al ordenamiento de los recursos disponibles.
Foto: las comunidades de bacterias crean anillos concéntricos que marcan su desarrollo, similares a los que pueden apreciarse en los árboles. /CRÉDITO: KWANG-TAO CHOU.
CRECIMIENTO ORDENADO
Por ejemplo, cuando la biopelícula de bacterias comienza a expandirse y consumir los nutrientes presentes en el entorno, un “reloj molecular” se congela dentro de cada célula en un momento y posición determinados. A partir de entonces, un patrón compuesto de segmentos repetidos de distintos tipos de células evidencia esa situación y crea una alerta, algo que puede apreciarse en organismos complejos como plantas, moscas y hasta en el ser humano.
Los investigadores verificaron que la variedad Bacillus subtilis, una bacteria que se encuentra en el suelo, crea anillos concéntricos que recuerdan a las "franjas" de desarrollo creadas por un reloj de segmentación en especies vegetales, como sucede por ejemplo en los árboles. Pero el gran avance fue la identificación del circuito genético relacionado, que deja en claro la existencia de patrones temporales y de organización del crecimiento.
En otras palabras, las biopelículas tienen la capacidad de generar anillos concéntricos de patrones de expresión génica en toda la comunidad de bacterias. Estos hallazgos revelan un “reloj genético” que organiza la diferenciación celular en el espacio y el tiempo, poniendo seriamente en duda el paradigma que indica que tales mecanismos de modelado son exclusivos del desarrollo vegetal y animal.
_________________
REFERENCIA
A segmentation clock patterns cellular differentiation in a bacterial biofilm. Gürol M. Süel et al. Cell (2022). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.12.001
___________
Fuente:
