¿Cómo saben las esporas latentes cuándo despertarse? | Entrevistas

Muchos de nosotros hemos sentido la necesidad de tomar una siesta cuando los tiempos son estresantes y las bacterias no son diferentes. Cuando se enfrentan a un largo período sin comida ni agua, algunas bacterias se vuelven inactivas y se reducen a una espora que incluso puede permanecer inactiva durante miles de años. Pero, ¿cómo saben estas células cuándo despertarse? La respuesta es que pueden «contar» y rastrear la cantidad de veces que los nutrientes vuelven a ser abundantes. Si se alcanza un umbral que indica que las condiciones son consistentemente buenas, las células se despiertan. Gurol Suel de la Universidad de California, San Diego, le dijo a Will Tingle cómo las células que él estudia pueden contar la cantidad de veces que él las «pulsa» con nutrientes…

Gurol – Nos sorprendió mucho descubrir que cuando les damos estos pequeños pulsos, incluso si la espora no se despierta, no vuelve a la vida, cuenta la cantidad de pulsos que observa en su entorno. Y no solo pueden contarlos, sino que los suman, los suman, y luego, si esas señales alcanzan un umbral, la espora inicia el programa para volver a la vida. Y esto significa que incluso si están completamente inactivos y permanecen inactivos, pueden tomar información del entorno y procesarla de tal manera que realicen un cálculo. Agregan señales a lo largo del tiempo que están espaciadas. Y es muy, muy fascinante porque están haciendo esto sin ningún tipo de energía que normalmente asociaríamos con la célula viva. Este concepto se suele asociar a sistemas complejos que consumen mucha energía. Y vimos que esta célula durmiente puede hacer el mismo tipo de cálculo sin ninguno de estos tipos de procesos energéticos.

Will – Y en su opinión, ¿qué hay detrás de esta capacidad de contar cuántos pulsos ya se han producido?

Gurol: Sí, nos inspiramos en nuestro trabajo anterior que publicamos hace varios años, en el que descubrimos que las bacterias pueden generar potenciales de acción. Señalización eléctrica, al igual que las neuronas en el cerebro. Y ese fue un descubrimiento muy, muy revelador para nosotros. Y eso nos hizo pensar que tal vez dado que las esporas, en su estado latente, no tienen acceso a la producción de energía o la síntesis de proteínas o la expresión génica, tal vez usaron algún tipo de potencial electroquímico que se almacenaría en la espora para trabajar en el estado latente sin requerir más síntesis de energía. Entonces, cuando se crean las esporas, las esporas almacenan el potencial electroquímico, lo que significa que separan las cargas a través de un capacitor, que en este caso sería la membrana. Y luego puedes tener esa energía potencial disponible más adelante para hacer algún tipo de trabajo. Pero todo lo que tienes que hacer es soltarlo. No tienes que hacer nada activo, por así decirlo.

Will: Entonces estás diciendo que estas pequeñas bacterias han desarrollado un condensador biológico, como el que encuentras en tu automóvil, como una forma de almacenar impulsos y luego contarlos y luego decidir cuándo las condiciones son lo suficientemente buenas para despertar. ¿El número de pulsos que resucitan a estas bacterias es el mismo en todas partes?

Gurol – Sí, esa es una gran pregunta. Entonces, la respuesta corta es no, dos celdas no serán completamente idénticas en todos los aspectos que pueda medir, por lo que nunca pueden ser completamente idénticas. Y porque estamos viendo un potencial electroquímico capacitivo, como usted dice, porque ese capacitor define la capacidad de contar de la espora y cuántos conteos tiene que hacer antes de alcanzar un umbral. Si hay dos esporas que inicialmente tienen niveles ligeramente diferentes de potencial electroquímico, diferirán en la cantidad de conteos que hagan antes de volver a la vida.

Will – Y para expandir un poco el alcance, cuando estamos buscando vida extraterrestre, sería bueno pensar que habría naves espaciales más rápidas que la luz o civilizaciones avanzadas o algo así. Pero siendo realistas, es mucho más probable que si encontramos algo, parezca una espora latente. Entonces, ¿cómo cambia esta investigación los planes potenciales que tenemos para lidiar con otra cosa del mundo si la encontramos en un estado inactivo?

Gurol – Si encontramos algún tipo de forma de vida en otro planeta o en una de las lunas de Júpiter, creo que es muy probable que sea algo muy primitivo. Y si piensas en Marte, Marte tenía condiciones habitables hace millones de años, pero ya no. Entonces, todo lo que podría haber sobrevivido debería estar en algún tipo de estado extremadamente inactivo. Y las esporas bacterianas pueden representar lo más parecido que podemos encontrar en otro planeta, y creo que es muy intrigante ver que incluso si encontramos algo que parece una espora, y si solo miras una espora, parece un objeto inerte. . No parece estar vivo ya que no exhibe ninguno de los comportamientos típicos asociados con una forma de vida. Si miramos las esporas y podemos ver que incluso cuando están inactivas, incluso cuando parecen inertes, aún pueden pensar y calcular si deben salir o no de su refugio o estado de búnker. Creo que es muy intrigante en términos de cómo nos acercaríamos y cómo lidiaríamos con todos los objetos potenciales que podríamos encontrar en otros planetas y cada una de estas misiones que podrían sugerir que esto es algún tipo de forma de vida.