Notícies Notícies

Torna a la pàgina principal
Vés enrere

Bacteris 'simples' que s'organitzen en patrons elaborats

Bacteris 'simples' que s'organitzen en patrons elaborats

Descobreixen un mecanisme genètic que permet a les comunitats de cèl·lules bacterianes organitzar-se en segments sorprenentment sofisticats, la qual cosa revela una similitud amb la forma en què es desenvolupen les plantes i els animals.

12.01.2022

Imatge inicial

En els últims anys, s'han descobert una sèrie de característiques notables que mostren els grups de bacteris que viuen junts en comunitats conegudes com biofilms. Els biofilms són freqüents en el món viu, habiten a les canonades de clavegueram, els taulells de la cuina i fins i tot en la superfície de les nostres dents. Un estudi anterior va demostrar que aquests biofilms empren sistemes sofisticats per a comunicar-se entre si, mentre que un altre va demostrar que els biofilms tenen una sòlida capacitat de memòria.

El laboratori de Gurol Süel de la Universitat de Califòrnia a Sant Diego juntament amb Jordi Garcia-Ojalvo, catedràtic de Biologia de Sistemes de la UPF, i investigadors de la Universitat de Stanford, han trobat una característica dels biofilms que revela que aquestes comunitats són molt més avançades del que es creia fins ara. Els autors van descobrir que les cèl·lules de biofilm estan organitzades en patrons elaborats, una característica que anteriorment només s'havia associat amb organismes de nivell superior com a plantes i animals. Les troballes, que descriuen la culminació de vuit anys de recerca, es van publicar el 6 de gener a la revista Cell.

Els autors van descobrir que les cèl·lules de biofilm estan organitzades en patrons elaborats, una característica que anteriorment només s'havia associat amb organismes de nivell superior com a plantes i animals.

“Estem veient que els biofilms són molt més sofisticats del que pensàvem”, diu Süel. “Des d'una perspectiva biològica, els nostres resultats suggereixen que el concepte de patró cel·lular durant el desenvolupament és molt més antic del que es pensava. Aparentment, la capacitat de les cèl·lules per a segmentar-se en l'espai i el temps no sols va sorgir amb plantes i vertebrats, sinó que pot remuntar-se a més de mil milions d'anys”.

Les comunitats de biofilms estan formades per cèl·lules de diferents tipus. Els científics no havien pensat anteriorment que aquestes cèl·lules dispars poguessin organitzar-se en patrons complexos regulats. Per al nou estudi, els científics van desenvolupar experiments i un model matemàtic que va revelar la base genètica d'un mecanisme de “rellotge i front d'ona”, que abans només es veia en organismes altament evolucionats que van des de plantes fins a mosques de la fruita i humans. A mesura que el biofilm s'expandeix i consumeix nutrients, una “ona” d'esgotament de nutrients es mou a través de les cèl·lules dins la comunitat bacteriana i congela un rellotge molecular dins de cada cèl·lula en un moment i posició específics, creant un intricat patró format per segments repetits de diferents tipus de cèl·lules.

Aparentment, la capacitat de les cèl·lules per a segmentar-se en l'espai i el temps no sols va sorgir amb plantes i vertebrats, sinó que pot remuntar-se a més de mil milions d'anys.

El gran avanç per als investigadors va ser la capacitat d'identificar el circuit genètic subjacent a la capacitat del biofilm per a generar anells concèntrics de patrons d'expressió gènica en tota la comunitat de bacteris. A continuació, els investigadors van poder modelar prediccions que mostraven que els biofilms podien generar inherentment molts segments. “El nostre descobriment demostra que els biofilms bacterians empren un mecanisme de patró de desenvolupament que fins ara es creia exclusiu dels vertebrats i els sistemes de plantes”, assenyala Garcia Ojalvo.

Les troballes de l'estudi ofereixen implicacions per a una multitud d'àrees de recerca. Pel fet que els biofilms són presents en les nostres vides, són d'interès en aplicacions que van des de la medicina fins la indústria alimentària. Els biofilms com a sistemes amb la capacitat de provar com els sistemes cel·lulars simples poden organitzar-se en patrons complexos podrien ser útils en biologia del desenvolupament per a investigar aspectes específics del rellotge i el mecanisme de forma d'ona que funciona en els vertebrats, per exemple.

“Podem veure que les comunitats bacterianes no són només grups de cèl·lules”, diu Süel, qui preveu col·laboracions de recerca que ofereixen bacteris com a nous paradigmes per a estudiar patrons de desenvolupament. “Tenir un sistema bacterià ens permet proporcionar algunes respostes que són difícils d'obtenir en sistemes de vertebrats i plantes perquè els bacteris ofereixen sistemes més accessibles experimentalment que podrien proporcionar nous coneixements per al camp del desenvolupament”.

 

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Perfils dels protagonistes:

Perfiles de los protagonistas:

Profiles of the protagonists:

Jordi Garcia Ojalvo

Categories:

ODS - Objectius de desenvolupament sostenible:

ODS - Objetivos de desarrollo sostenible:

SDG - Sustainable Development Goals:

Els ODS a la UPF Los ODS en la UPF The ODS at UPF

Per a més informació

Para más información

For more information

Notícia publicada per:

Noticia publicada por:

News published by:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

Institutional Communication and Promotion Unit