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Hay sorprendentes similitudes en la forma en que las bacterias y los humanos se asientan en colonias

Sorprendentes similitudes en la forma en que las bacterias y los humanos se asientan en colonias

La forma en que las bacterias orales se instalan en nuestras bocas no es diferente a la forma en que los humanos nos instalamos en nuestras ciudades, según un nuevo estudio. Hay una razón por la cual se dice que las bacterias viven en ‘colonias’, y cuanto más aprendemos sobre cómo estos pequeños arquitectos construyen sus comunidades, más familiar nos parece su comportamiento.

Un nuevo estudio que sigue cómo se desarrollan múltiples colonos individuales en microcolonias ha encontrado patrones de crecimiento y dinámicas que reflejan nuestras propias inclinaciones urbanas.

“Tomamos esta vista de ‘nivel de satélite’, siguiendo cientos de bacterias distribuidas en una superficie desde su colonización inicial hasta la formación de biopelículas. Y lo que vemos es que, notablemente, las características espaciales y estructurales de su crecimiento son análogas a lo que vemos en la urbanización “. dice Hyun Koo de la Universidad de Pennsylvania.

Al igual que en la naturaleza, las bacterias en la boca viven en estructuras complejas conocidas como biopelículas. De hecho, 99.9 por ciento de procariotas viven hacinados junto con millones de otros vecinos en uno de estos asentamientos.

Las biopelículas están en todas partes, pero si están en tus dientes, nos referimos a ellas como placa. Este depósito denso y pegajoso es difícil de eliminar, lo que protege a los microbios residentes de las agresiones ambientales, como la pasta de dientes, el hilo dental o incluso los antibióticos.

Se acumula cuando varios colonos individuales se convierten en microcolonias, pero la forma exacta en que esto sucede sigue sin explorar.

Usando la bacteria oral Streptococcus mutans, los investigadores han demostrado que las células microbianas se asientan al azar e independientemente del tipo de superficie. Sin embargo, solo un subconjunto de colonizadores en realidad comienza a agruparse y expandirse su alcance “al amalgamar bacterias vecinas en microcolonias densamente pobladas”.

“Pensamos que la mayoría de las bacterias individuales terminarían creciendo”. dice Koo “Pero el número real fue inferior al 40 por ciento, y el resto desapareció o se vio envuelto por el crecimiento de otras microcolonias”.

Una vez que surgen los grupos, sucede algo realmente curioso: comienzan a interactuar entre sí, creciendo y organizándose en densas poblaciones “microcolonias a escala micrónica que se expanden y fusionan aún más“para formar una superestructura de biopelícula.

Este tipo de cooperación es interesante, ya que estudios previos han reportado competencia bacteriana en otras especies, especialmente cuando había escasez de nutrientes.

En este caso, los nutrientes solo afectaron la formación real de las colonias. Después de eso, “las microcolonias individuales (distantes o cercanas) continuaron creciendo sin interrupción hasta fusionarse entre sí, y las estructuras fusionadas se comportaron y crecieron como una nueva comunidad armonizada”. los investigadores escriben.

Solo cuando se introdujeron especies extrañas más antagónicas, afectó a esa unidad aparentemente pacífica, y se redujo el crecimiento de las microcolonias.

“Estas comunidades (microcolonias) pueden expandirse y fusionarse entre sí de manera colaborativa, sin competencia entre comunidades adyacentes”, señalaron los autores. concluir.

forma de bacteria

(Paula et al., Nature Communications, 2020)

Es el tipo de crecimiento que indica “comportamiento comunitario entre microorganismos”, y se parece a la urbanización humana, donde algunos colonos permanecen estáticos, mientras que otros crecen en aldeas que se expanden aún más en microcolonias o ciudades densamente pobladas, que luego se funden en megaciudades microbianas. .

Por supuesto, hay límites a esta idea de urbanización bacteriana. Los autores no dicen que los microbios construyan señales de tráfico, carreteras y líneas de suministro, pero la idea general es la misma y no solo puede ayudarnos a combatir mejor las infecciones, sino que también puede ayudarnos construir de manera más sostenible.

“Es una analogía útil, pero debe tomarse con un grano de sal”, Koo dice. “No estamos diciendo que estas bacterias sean antropomórficas. Pero tomar esta perspectiva del crecimiento de biopelículas nos da una imagen multiescala y multidimensional de cómo crecen que no hemos visto antes”.

El estudio fue publicado en Nature.

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