Confirman que las bacterias almacenan recuerdos y los transmiten de generación en generación

Según una nueva investigación, un organismo unicelular sin cerebro ni sistema nervioso aún puede formar recuerdos y transmitirlos a generaciones futuras. El descubrimiento, que tiene aplicaciones potenciales para prevenir y combatir infecciones bacterianas y abordar las bacterias resistentes a los antibióticos, se relaciona con un elemento químico común que las células bacterianas pueden utilizar para formar y transmitir estos recuerdos a su descendencia a lo largo de múltiples generaciones.

Investigadores de la Universidad de Texas en Austin, en Estados Unidos, descubrieron que la bacteria E. coli utiliza los niveles de hierro como una forma de almacenar información sobre diferentes comportamientos que luego pueden activarse en respuesta a ciertos estímulos. Por ejemplo, los “recuerdos” les sirven para saber en qué momento organizarse como enjambres de bacterias, cuando millones de individuos se juntan en una sola superficie.

La memoria bacteriana

Los científicos creen que estos comportamientos, que se trasladan de generación en generación, podrían ser vitales en el desarrollo de infecciones peligrosas o para generar resistencia a los antibióticos. En consecuencia, desentrañar los mecanismos de la “memoria” de las bacterias podría ser el camino para hallar respuestas o soluciones contra estos graves problemas de salud, que generan un creciente impacto negativo a nivel global.

"Las bacterias no tienen cerebro, pero pueden recopilar información de su entorno. Si se han enfrentado a ese entorno con frecuencia, pueden almacenar esa información y acceder rápidamente a ella más tarde para su beneficio", indicó en una nota de prensa el científico Souvik Bhattacharyya, autor principal del nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

El punto central en este hallazgo gira en torno al hierro, uno de los elementos más abundantes en la Tierra. Las bacterias tienen diferentes niveles de hierro en forma individual: cuando forman biopelículas o capas densas y pegajosas de bacterias sobre superficies sólidas, alcanzan altos niveles de hierro en sus células, que superan a las concentraciones que pueden obtener en forma individual. Las bacterias con tolerancia a los antibióticos también alcanzan niveles equilibrados de hierro: estos “recuerdos” de hierro persisten durante al menos cuatro generaciones y desaparecen en la séptima generación.

El papel central del hierro

“Previamente a la presencia de oxígeno en la atmósfera de la Tierra, la vida celular temprana utilizaba hierro para muchos procesos celulares. El hierro no solamente es fundamental en el origen de la vida, sino también en la evolución de la misma en nuestro planeta. Tiene sentido que las células lo utilicen de esta manera”, agregó Bhattacharyya en el comunicado.

Los científicos creen que cuando los niveles de hierro son bajos en las bacterias, se activan “memorias” bacterianaspara formar un enjambre migratorio de rápido movimiento, en busca de hierro en el medio ambiente. Cuando los niveles de hierro son altos, los recuerdos indican a las bacterias que este entorno es un buen lugar para permanecer y formar una biopelícula.

Como en muchos casos estas biopelículas pueden ser vitales para desarrollar resistencia a los antibióticos o para generar infecciones potencialmente peligrosas para el ser humano, este descubrimiento es de gran importancia para identificar formas de neutralizar esta memoria bacteriana cuando sea necesario, reduciendo el impacto sobre la salud humana y sobre la efectividad de los fármacos.

Referencia

A heritable iron memory enables decision-making in Escherichia coli. Souvik Bhattacharyya et al. PNAS (2023). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2309082120