Los biólogos que estudian colectivos de bacterias, o "biopelículas", han descubierto que estos llamados organismos simples presentan una capacidad robusta para la 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 manipularel proceso para que surjan 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 iguales porque son células tan diferentes", dijo Süel. "Este hallazgo en bacterias proporciona pistas y la oportunidad de comprender algunas características clave del cerebroen 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 el 27 de abril en la revista Sistemas celulares , también proporciona una ruta de inicio para que los científicos diseñen algún día los 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 complejospatrones de memoria en biopelículas bacterianas con cambios inducidos por la luz en el potencial de membrana celular de la bacteria Bacillus subtilis. Las huellas ópticas, descubrieron, duraron horas después del estímulo inicial, lo que condujo a una representación directa y controlable de la resolución de la célula individual.
"Cuando perturbamos estas bacterias con luz, recordaron y respondieron de manera diferente a partir de ese momento", dijo Süel. "Así que por primera vez podemos visualizar directamente qué células tienen memoria. Eso es algo que no podemos visualizar en el ser humanocerebro."
Los investigadores dicen que la capacidad de codificar la memoria en comunidades bacterianas 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, es 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 nuevosenfoques basados en el potencial de membrana en biología sintética y proporcionan un paradigma bacteriano para sistemas biológicos con capacidad de memoria ".
Los autores del estudio incluyeron: Chih-Yu Yang, Maja Bialecka-Fornal, Colleen Weatherwax estudiante graduado, Joseph Larkin, Arthur Prindle, Jintao Liu, Jordi Garcia-Ojalvo y Gürol Süel.
El estudio fue apoyado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales R01 GM121888, el programa Howard Hughes Medical Institute-Simons Foundation Faculty Scholars, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España y FEDER PGC2018-101251-B-I00, El Programa Maria de Maeztu para Unidades de Excelencia en I + D CEX2018-000792-M y la Generalitat de Catalunya programa ICREA Academia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Mario Aguilera. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :