Las bacterias pueden almacenar información de manera similar a como lo hacen nuestras neuronas
Los investigadores muestran como las bacterias de la especie Bacillus subtilis tienen capacidad de memoria, es decir, pueden almacenar información sobre sus condiciones pasadas.
Investigadores de la UPF y de la Universidad de California en San Diego (UCSD) han descubierto que las comunidades de bacterias conocidas como biofilms tienen la capacidad de almacenar información.
Los biofilms son colonias de bacterias que cooperan para proteger a sus habitantes de amenazas externas (como los antibióticos). Los investigadores Gurol Süel, Jordi Garcia-Ojalvo y sus colegas, descubrieron en un estudio previo que las bacterias en los biofilms utilizan señales eléctricas para comunicarse, de forma muy similar a como lo hacen las neuronas en nuestro cerebro. Estas señales eléctricas consisten en átomos cargados (iones) que entran y salen de la célula, y su propagación permite la comunicación entre bacterias.
Ahora, en el nuevo trabajo publicado en la revista Cell Systems, Süel, Garcia Ojalvo y sus colaboradores muestran cómo las bacterias de la especie Bacillus subtilis tienen capacidad de memoria, es decir, pueden almacenar información sobre sus condiciones pasadas. “Mediante una combinación de experimentos y modelos matemáticos, hemos mostrado que las bacterias puedan almacenar información de un modo similar a como lo hacen las neuronas, es decir, controlando el flujo de iones a través de su membrana celular”, explica explica Jordi Garcia Ojalvo, catedrático de Biología de Sistemas de la UPF. Por lo tanto, el descubrimiento revela un paralelismo entre los organismos unicelulares y las neuronas que procesan la memoria en nuestro cerebro, mucho más complejas.
En este caso han utilizado la luz para variar este flujo de iones, lo que les ha permitido ver con una resolución de células individuales esta memoria. “Observamos que dos bacterias vecinas se comportan de forma diferente, dependiendo de si han recibido luz o no. Estas bacterias se siguen comportando de modo diferente incluso horas después de la iluminación”, añade Garcia-Ojalvo. Esta resolución del tamaño de una célula permite almacenar imágenes relativamente complejas, como los investigadores mostraron en sus experimentos.
Según indican los investigadores, el resultado principal puede inspirar nuevos enfoques en biología sintética. La capacidad de codificar la memoria en comunidades bacterianas puede ser muy relevante para el diseño de sistemas computacionales complejos con organismos vivos. El estudio proporciona además nuevas evidencias de los antecedentes evolutivos de la comunicación neuronal, y por lo tanto de la capacidad de nuestro cerebro para procesar información, en células mucho más simples.
Artículo de referencia:
Chih-Yu Yang et al. Encoding Membrane-Potential-Based Memory within a Microbial Community. Cell Systems, April 2020. https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.04.002.
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