Nuestra memoria a largo plazo es donde se almacena y recupera el conocimiento aprendido, lo que nos permite integrar la nueva información que recibimos. Pero, ¿pueden las bacterias sin cerebro recordar sus experiencias previas? Si es así, ¿estos llamados recuerdos afectan su comportamiento?Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin muestra que una bacteria muy común, E. coli, responde a su entorno basándose en experiencias pasadas, exhibiendo una forma de "memoria" que impulsa sus decisiones que se transmiten a las generaciones futuras.
Souvik Bhattacharyya, primer autor del estudio, dijo: "Las bacterias no tienen cerebro, pero pueden recopilar información de su entorno, y si se encuentran con ese entorno con frecuencia, pueden almacenar esa información y acceder rápidamente a ella más tarde para beneficiarse ellos mismos".
Las bacterias pueden adaptarse fácilmente a su entorno, lo que ha llevado a teorías y experimentos sobre si las bacterias pueden almacenar información para lograr esta adaptabilidad. Los investigadores habían establecido que la experiencia previa (el movimiento rápido y coordinado de poblaciones bacterianas en superficies sólidas o semisólidas) mejoraba el rendimiento reproductivo posterior, pero querían entender por qué era así.
Después de realizar más de 10.000 experimentos con enjambres unicelulares, descubrieron que la clave para la recopilación de información y la memoria de las bacterias reside en el hierro.
"Antes de la aparición del oxígeno en la atmósfera de la Tierra, la vida celular temprana usaba hierro para completar muchos procesos celulares", dijo Bhattacharya. "El hierro fue fundamental no sólo para el origen de la vida, sino también para su evolución. Tiene sentido que las células utilicen el hierro de esta manera".
Los investigadores descubrieron que la "memoria de hierro" preexistente en las células bacterianas que flotan libremente y se ve reforzada por el comportamiento de enjambre. Las células con niveles bajos de hierro se reproducen mejor en grupos, mientras que las células con niveles más altos de hierro forman biopelículas, que son densas colonias de bacterias adheridas a superficies y/o entre sí. Estas biopelículas recubiertas de moco son un mecanismo de supervivencia que protege a las bacterias del sistema inmunológico del huésped y de los antibióticos.
Observaron que la memoria de hierro de la célula madre, asociada a su potencial de enjambre, se transmite a la cuarta generación de células hijas. En la séptima generación, este recuerdo desaparece de forma natural y el control artificial del contenido de hierro puede hacer que este recuerdo dure más.
Con base en los hallazgos, los investigadores especulan que los niveles bajos de hierro desencadenan la memoria bacteriana, lo que hace que formen enjambres migratorios rápidos que buscan hierro en el medio ambiente. Cuando los niveles de hierro son altos, la memoria le dice a las bacterias que se calmen y formen una biopelícula.
"Los niveles de hierro son definitivamente un objetivo para el tratamiento porque el hierro es un factor importante en la virulencia", dijo Bhattacharya. "En última instancia, cuanto más sepamos sobre el comportamiento bacteriano, más fácil será tratarlas".
La investigación fue publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).