Según una nueva investigación, un organismo unicelular sin cerebro ni sistema nervioso también puede formar recuerdos y transmitirlos a generaciones futuras. La omnipresente bacteria Escherichia coli es una de las formas de vida mejor estudiadas en la Tierra y, sin embargo, los científicos todavía están descubriendo formas inesperadas en las que sobrevive y se propaga.
Investigadores de la Universidad de Texas y la Universidad de Delaware han descubierto un sistema de memoria potencial que permite a E. coli “recordar” experiencias pasadas durante varias horas y generaciones posteriores. El equipo dice que, hasta donde saben, este tipo de memoria bacteriana no se había descubierto antes.
Evidentemente, la memoria de la que hablan los científicos en este caso no es la misma que la memoria humana consciente. En cambio, el fenómeno de la memoria bacteriana describe cómo la información de experiencias pasadas influye en la toma de decisiones actual.
“Las bacterias no tienen cerebro, pero pueden recopilar información de su entorno, y si se han encontrado con ese entorno con frecuencia, pueden almacenar esa información y acceder rápidamente a ella más tarde para su beneficio”, explica el investigador principal, biocientífico molecular Souvik Bhattacharyya de la UT.
Los hallazgos de Bhattacharyya y su equipo se basan en fuertes asociaciones de más de 10.000 ensayos de “enjambre” bacteriano. Estos experimentos estaban probando para ver si las células de E. coli en una sola placa se agruparían en una masa migratoria que se mueve con el mismo motor. Este comportamiento generalmente indica que las células se están uniendo para buscar de manera eficiente un entorno adecuado.
Por otro lado, cuando las células de E. coli se agrupan formando una biopelícula pegajosa, es su forma de colonizar una superficie nutritiva. En experimentos iniciales, los investigadores expusieron células de E. coli a varios factores ambientales diferentes para ver qué condiciones desencadenaban el enjambre más rápido.
Al final, el equipo descubrió que el hierro intracelular era el predictor más potente de si las bacterias se movían o permanecían. Los niveles bajos de hierro se asociaron con un enjambre más rápido y eficiente, mientras que los niveles más altos condujeron a un estilo de vida más asentado.
Entre las células de E. coli de primera generación, esto parecía ser una respuesta intuitiva. Pero después de experimentar un solo evento de enjambre, las células que experimentaron niveles bajos de hierro más adelante en la vida fueron incluso más rápidas y eficientes en el enjambre que antes.
Es más, esta memoria “de hierro” se transmitió a al menos cuatro generaciones sucesivas de células hijas, que se forman a partir de la división de la célula madre en dos nuevas células. En la séptima generación de células hijas, esa memoria de hierro se perdió de forma natural, aunque podría recuperarse si los científicos la reforzaran artificialmente.
Los autores detrás del estudio aún tienen que identificar un mecanismo molecular detrás del potencial sistema de memoria o su heredabilidad, pero la fuerte asociación entre el hierro intracelular y el comportamiento de enjambre intergeneracional sugiere que hay un nivel de condicionamiento persistente en juego. Si bien se sabe que la epigenética desempeña un papel en la transmisión de entornos biológicos “recordados” a través de generaciones de E. coli mediante la regulación de entornos “encendidos” y “apagados” de genes específicos, los investigadores creen que la corta duración de la heredabilidad significa que este no es el mecanismo principal aquí.
El hierro está relacionado con múltiples respuestas al estrés en las bacterias. Que se forme un sistema de memoria intergeneracional a su alrededor tiene mucho sentido evolutivo. Un sistema de memoria basado en hierro podría ayudar a la E. coli a adaptarse a malas condiciones ambientales o a los antibióticos. Una sola célula de E. coli puede duplicarse en media hora, por lo que la capacidad de transmitir ese recuerdo a las células hijas probablemente también sea beneficiosa en entornos que cambian lentamente.
“Antes de que hubiera oxígeno en la atmósfera de la Tierra, la vida celular temprana utilizaba hierro para muchos procesos celulares”, dice Bhattacharyya.
“El hierro no sólo es fundamental en el origen de la vida en la Tierra, sino también en la evolución de la vida. Tiene sentido que las células lo utilicen de esta manera”.
“En última instancia”, concluye Bhattacharyya, “cuanto más sepamos sobre el comportamiento de las bacterias, más fácil será combatirlas”.
El estudio fue publicado en PNAS.
Fuente: Science Alert.
