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| Investigadores de la UC San Diego descubrieron que Bacillus subtilis, una bacteria que se encuentra en el suelo, crea anillos concéntricos que recuerdan a las "rayas" de desarrollo creadas por un reloj de segmentación. Los investigadores descubrieron que las biopelículas bacterianas utilizan un proceso de relojería para la creación de patrones celulares similar al de las plantas y los animales. Crédito: Kwang-Tao Chou. |
Según un estudio anterior, las biopelículas utilizan sistemas sofisticados para interactuar. Otro estudio sugiere que estas biopelículas tienen una gran capacidad de memoria.
Un nuevo estudio realizado por la Universidad de Stanford y la Universidad Pompeu Fabra de España ha revelado una característica de las biopelículas que se está desvelando: estas comunidades son mucho más avanzadas de lo que se pensaba. Los científicos descubrieron que las células de las biopelículas están dispuestas en un intrincado patrón. Hasta ahora, esta característica solo se había asociado a organismos de nivel superior, como plantas y animales.
El biólogo Gürol Süel, de la Universidad de California en San Diego, declaró: "Estamos viendo que las biopelículas son mucho más sofisticadas de lo que pensábamos. Desde el punto de vista biológico, nuestros resultados sugieren que el concepto de patrón celular durante el desarrollo es mucho más antiguo de lo que se pensaba. La capacidad de las células para segmentarse en el espacio y el tiempo no solo surgió con las plantas y los vertebrados, sino que puede remontarse a más de mil millones de años".
Las comunidades de biopelículas están formadas por diferentes tipos de células. Anteriormente, los científicos desconocían que estas células pudieran organizarse en patrones complejos regulados.
En este estudio, los científicos desarrollaron experimentos y un modelo matemático que reveló la base genética de un mecanismo de "reloj y frente de onda". Este mecanismo se había observado anteriormente en organismos muy evolucionados, desde plantas hasta moscas de la fruta y seres humanos.
A medida que la biopelícula se expande y consume nutrientes, una "ola" de agotamiento de nutrientes se desplaza por las células de la comunidad bacteriana. Esto congela un reloj molecular dentro de cada célula en un momento y posición específicos, creando un intrincado patrón compuesto de distintos tipos de células que repiten segmentos.
El avance de los científicos consiste en identificar el circuito genético que subyace a la capacidad de las biopelículas para generar anillos concéntricos de patrones de expresión genética en toda la comunidad. Los científicos predijeron entonces que las biopelículas podrían provocar intrínsecamente muchos segmentos.
Los científicos señalaron: "Nuestro descubrimiento demuestra que las biopelículas bacterianas emplean un mecanismo de patrón de desarrollo que hasta ahora se creía exclusivo de los vertebrados y los sistemas vegetales".
El estudio podría resultar útil en la biología del desarrollo para investigar aspectos específicos del mecanismo de relojería y de ondulación en los vertebrados.
Süel dijo: "Podemos ver que las comunidades bacterianas no son solo globos de células. Disponer de un sistema bacteriano nos permite dar algunas respuestas que son difíciles de obtener en los sistemas de invertebrados y plantas, ya que las bacterias ofrecen sistemas más accesibles experimentalmente que podrían aportar nuevos conocimientos para el campo del desarrollo."
Fuentes, créditos y referencias:
Kwang-Tao Chou et al. A segmentation clock patterns cellular differentiation in a bacterial biofilm. DOI: 10.1016/j.cell.2021.12.001
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