¿Cómo hace una bacteria 'zombi' para volver a la vida?

Científicos han detectado una actividad inesperada en bacterias fisiológicamente muertas, decidiendo cuándo es seguro 'resucitar' si el entorno es amigable para ellas.

 

Bacterias que entran en letargo, volviéndose fisiológicamente muertas, si las condiciones les resultan hostiles y, si el entorno mejora, 'resucitan' y se convierten nuevamente en bacterias activas. Lo que acaban de descubrir un equipo de científicos al ver cómo al enfrentarse a condiciones extremas como el hambre y el estrés, algunas bacterias entran en un estado latente en el que se detienen los procesos vitales, es cómo hacen para reactivarse. Se convierten en bacterias 'zombis', inicialmente, pero resulta que estas bacterias evalúan las condiciones ambientales para el regreso a la vida. Si el entorno vuelve a ser propicio, deciden “volver a la vida”. Este importante hallazgo tendría implicaciones para evaluar la vida en la Tierra y en otros planetas.

 


El proceso de una bacteria zombi

Algunas bacterias entran en un estado latente en el que sus funciones vitales cesan cuando se exponen al hambre y a condiciones estresantes. Si es mal momento para estar vivo, detienen sus procesos vitales y en este estado, estas células, conocidas como esporas, pueden resistir los castigos extremos de calor, presión e incluso las duras condiciones del espacio al entrar en una hibernación profunda. Podrían permanecer en este estado de inactividad durante miles de años y reactivarse en cuestión de minutos al surgir las circunstancias adecuadas.

¿Cómo lo hacen las bacterias? Usando un suministro almacenado de partículas cargadas como energía, en lugar de su combustible habitual; la bacteria puede así responder activamente a pequeños cambios en los niveles de nutrientes para determinar un momento óptimo para despertar. Una nueva prueba de cómo la vida podría abrirse paso en lugares extremos no solo aquí en la Tierra, sino en otros planetas.

"Este trabajo cambia la forma en que pensamos sobre las esporas, que se consideraban objetos inertes", dice el biólogo molecular e investigador principal Gürol Süel de la Universidad de California en San Diego y coautor del trabajo que publica la revista Science. "Demostramos que las células en un estado profundamente inactivo tienen la capacidad de procesar información. Descubrimos que las esporas pueden liberar su energía potencial electroquímica almacenada para realizar un cálculo sobre su entorno sin necesidad de actividad metabólica".

El experimento

Si bien muchas especies bacterianas forman esporas, células parcialmente deshidratadas rodeadas por una capa protectora resistente, una capacidad tan notable hace que representen una amenaza en forma de ántrax bacteriano, así como un peligro de contaminación en la medicina y la industria alimentaria.

Los investigadores decidieron probar si las esporas latentes de Bacillus subtilis (un organismo aerobio​ comúnmente encontrado en el suelo) podían detectar señales ambientales de corta duración que no fuesen lo suficientemente fuertes como para desencadenar un regreso a la vida. Descubrieron que las esporas podían identificar entradas tan pequeñas y si la suma alcanzaba un cierto umbral, decidían salir del estado inactivo y reanudar la actividad biológica, 'resucitar'.

Así, el modelo sugiere que las esporas de bacterias latentes utilizan energía electroquímica almacenada en sus cuerpos en forma de iones de potasio para analizar las condiciones externas. Sin ser metabólicamente activas, las esporas liberan iones de potasio almacenados para detectar diferentes estímulos ambientales. Cuando la suma total de todos los iones de potasio liberados con el tiempo en respuesta a diversos estímulos externos cruza el valor umbral, las esporas se activan.


"La forma en que las esporas procesan la información es similar a cómo operan las neuronas en nuestro cerebro", aclara Süel. "Tanto en las bacterias como en las neuronas, se suman entradas pequeñas y breves con el tiempo para determinar si se alcanza un umbral. Al alcanzar el umbral, las esporas inician su regreso a la vida, mientras que las neuronas disparan un potencial de acción para comunicarse con otras neuronas".


Los investigadores creen que este descubrimiento sobre las esporas reformula las ideas preconcebidas sobre las células en estados extremadamente inactivos que parecen muertas.

"Este trabajo sugiere formas alternativas de hacer frente a la amenaza potencial que representan las esporas patógenas y tiene implicaciones sobre qué esperar de la vida extraterrestre. Si los científicos encuentran vida en Marte o Venus, es probable que esté en un estado inactivo y ahora sabemos que una forma de vida que parece estar completamente inerte aún puede ser capaz de pensar en sus próximos pasos", concluye el experto.

Referencia: Kaito Kikuchi, Leticia Galera-Laporta, Colleen Weatherwax, Jamie Y. Lam, Eun Chae Moon, Emmanuel A. Theodorakis, Jordi Garcia-Ojalvo, Gürol M. Süel. Electrochemical potential enables dormant spores to integrate environmental signals. Science, 2022 DOI: 10.1126/science.abl7484

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en Twitter: sarahromero_ y en ladymoon@gmail.com

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