Mientras se encontraban estudiando una bacteria muy especial, unos científicos recrearon sin querer algo que se parece mucho a una obra maestra muy conocida: La noche estrellada, de van Gogh. El estudio fue publicado en la Sociedad Americana de Microbiología (ASM).
Bacterias sociales
Las bacterias no son precisamente organismos sociales, pero Myxococcus xanthus es especial. Se la describe como una bacteria social que necesita encontrar y reconocer parientes para sobrevivir. Una vez que ha formado grupos grandes, esta bacteria en forma de bastón es mucho más hábil al momento de atacar a sus presas para alimentarse. Es decir, se mueve y alimenta en grupos coordinados. Cada célula produce enzimas digestivas que facilitan la alimentación de los depredadores.
Los biólogos han estado fascinados por este comportamiento social durante años. Sin embargo, aún no se cuenta con un modelo integral y ampliamente aceptado para sus complejos movimientos.
En 2017, Daniel Wall y sus colegas anunciaron el descubrimiento de un único «interruptor» genético responsable de activar y desactivar este comportamiento de agrupación.
El interruptor genético controla una secuencia de proteínas llamada TraA, que proporciona un receptor de superficie para que la bacteria lo reconozca y se una al receptor asociado, TraB, de su pariente.
Una vez que se ha adherido a un miembro de la familia a través de estos dos receptores (TraAB), la bacteria puede intercambiar nutrientes y proteínas con el resto del grupo.
El interruptor
Pero cuando el equipo de Wall trabajó con bacterias diseñadas para sobreexpresar el interruptor, los organismos individuales se autoorganizaron en diminutos enjambres circulares. Debido a las abundantes conexiones, el grupo no puede separarse para cambiar su forma o dirección.
«Lo interesante de nuestra teoría es que la única forma en que vemos estos (agregados circulares) en nuestras simulaciones es cuando hacemos que las células no se reviertan. En las células normales de tipo salvaje, van y vienen, de un lado a otro, como un tren de cercanías. La cabeza se convierte en la cola y la cola se convierte en la cabeza. Y lo hacen cada ocho minutos más o menos. Sin embargo, una sobreexpresión de TraAB parece evitar que el enjambre cambie de cabeza a cola y viceversa», explica el bioingeniero Oleg Igoshin de la Universidad de Rice.
Los especialistas no podían comprender porqué ocurre eso, ya que la conexión TraAB no estaba directamente involucrada en la regulación de los movimientos del enjambre, solo en su rigidez. Entonces, el equipo sospechó que la calidad pegajosa de TraB estaba impidiendo indirectamente que el enjambre de células cambiara de dirección.
«Las células están en grupos densos y en contacto con otras todo el tiempo, pero esos contactos son transitorios. Si la sobreexpresión de TraAB realmente te vuelve pegajoso, tu vecino seguirá siendo tu vecino por más tiempo, y eso podría activar la señal que suprime las reversiones».
La noche estrellada
Cuando realizaron la experimentación pudieron comprobar su hipótesis. Con solo cambios en la conexión TraAB, los grupos habituales de cabeza a cola de repente se convirtieron en remolinos rotativos de células, tan grandes como un milímetro o más. Cuando los cultivos se colorearon se dieron con la sorpresa de que lucían como pintadas por el mismo van Gogh.
Los bellos remolinos pueden ocurrir cuando una cepa sobreexpresa la pegajosidad, pero también cuando una cepa se modifica genéticamente para que sea directamente «no reversible».
«Nuestro trabajo destaca cómo una bacteria social, conocida por sus ricas fuentes de productos naturales terapéuticos y como agentes de biocontrol de cultivos, sirve como un modelo poderoso para estudiar comportamientos emergentes que también exhiben belleza artística«, comenta Wall.
