CIENCIAS NATURALES: Ciencias de la Vida

Las bacterias se alimentan por turnos en situaciones de escasez

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Un equipo internacional de científicos, que ha contado con la colaboración de la Universidad Pompeu Fabra, ha descubierto que las comunidades bacterianas adoptan una estrategia de tiempo compartido para mejorar la eficacia del consumo. El mecanismo es comparable al de la multipropiedad en los apartamentos de vacaciones. El estudio se publica este jueves en la revista Science.

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SINC | | 06 abril 2017 20:00

<p>Oscilaciones sincronizadas en un par de biofilms de <em>Bacillus subtilis</em> creciendo en la misma cámara de microfluídica. El color cian representa la fluorescencia emitida por el colorante de potencial de membrana Thioflavin T. / Universidad Pompeu Fabra, Universidad de California.</p>

Oscilaciones sincronizadas en un par de biofilms de Bacillus subtilis creciendo en la misma cámara de microfluídica. El color cian representa la fluorescencia emitida por el colorante de potencial de membrana Thioflavin T. / Universidad Pompeu Fabra, Universidad de California.

La idea de compartir apartamentos vacacionales entre varios propietarios ha resultado muy popular durante décadas: es la llamada multipropiedad. Ahora, científicos de la Universidad de California en San Diego (EE UU) y de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) en Barcelona han descubierto que las comunidades de bacterias han estado empleando una estrategia similar durante millones de años.

Los investigadores, entre los que se encuentra el profesor de la UPF Jordi García-Ojalvo, se preguntaron qué hacen comunidades bacterianas vecinas cuando los nutrientes escasean y encontraron que, en este escenario, las bacterias adoptan una elegante estrategia de tiempo compartido en la que alternan los periodos de alimentación para maximizar la eficacia del consumo. El estudio se publica en la revista Science.

"Estas bacterias simples y unicelulares parecen criaturas solitarias, pero cuando forman parte de una comunidad muestran comportamientos muy dinámicos", dice

“Lo que es interesante aquí es que estas bacterias simples y unicelulares parecen criaturas solitarias, pero cuando forman parte de una comunidad muestran comportamientos muy dinámicos y complejos normalmente atribuidos a organismos más sofisticados o incluso a redes sociales”, comenta Gürol Süel, director asociado del Centro de Biología de Sistemas de San Diego. “Es el mismo concepto de tiempo compartido utilizado en apartamentos vacacionales, informática y otras aplicaciones sociales”.

Cómo interactúan las bacterias

En 2015, Süel, García-Ojalvo y sus colegas descubrieron que las comunidades estructuradas de bacterias, conocidas como biofilms, usan señales eléctricas para comunicarse de forma muy parecida a como lo hacen las neuronas. Ahora, este nuevo estudio investiga cómo interactúan dos comunidades de biofilms. Mediante modelos matemáticos y experimentos utilizando técnicas de microfluídica y microscopía time-lapse, los investigadores revelan que comunidades de biofilms vecinas participan en comportamientos sincronizados a través de estas señales eléctricas.

Los experimentos muestran que cuando los biofilms se encuentran en una situación de cantidad limitada de nutrientes, alternan sus periodos de alimentación para reducir la competencia y evitar colapsos en el consumo. “Es común que los sistemas vivos operen al unísono, pero aquí demostramos que funcionar por turnos también puede proporcionar un beneficio biológico”, comenta Jordi Garcia-Ojalvo, catedrático de Biología de Sistemas de la UPF.

“Estas bacterias están en casi todas partes: desde los dientes hasta los desagües. Es curioso cómo estos organismos simples desarrollaron hace dos mil millones de años la misma estrategia de tiempo compartido que nosotros, los seres humanos, estamos usando ahora en todo tipo de ámbitos”, concluye Süel.

Referencia bibliográfica: 

Jintao Liu, Rosa Martinez-Corral, Arthur Prindle, Dong-yeon D. Lee, Joseph Larkin, Marçal, Gabalda-Sagarra, Jordi Garcia-Ojalvo and Gürol M. Süel. "Coupling between distant biofilms and emergence of nutrient time-sharing". Science, abril 2017.

Zona geográfica: Cataluña
Fuente: DCEXS-UPF

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