Biofilme bacteriano possui memória – Assista e entenda!

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Pesquisadores da Universidade da Califórnia (UC), em San Diego, usaram a luz para imprimir uma ‘memória’ em um biofilme bacteriano. Com isso eles descobriram que as bactérias agem surpreendentemente de maneira semelhante aos neurônios.

“Nosso trabalho mostra pela primeira vez que bactérias podem codificar a memória no nível de seu potencial de membrana celular, que é semelhante ao processo de memória de neurônios no cérebro”, disse à ScienceAlert o biólogo molecular da UC San Diego Dr. Gürol Süel.

“Ficamos surpresos ao descobrir que o mecanismo pelo qual a memória é formada é semelhante entre bactérias e neurônios, pois são sistemas evolutivos muito distantes”.

Quando os neurônios “disparam” em nossos cérebros, os íons inundam o pequeno espaço entre as células nervosas, informando ao próximo neurônio que uma mensagem foi recebida e provocando-o a continuar transmitindo essa mensagem.

A inundação de íons produz um potencial de membrana celular – uma diferença na carga elétrica entre o interior e o exterior da célula. Praticamente todos os seres vivos usam esse fenômeno para alimentar mecanismos na membrana celular e transmitir sinais entre diferentes áreas do corpo.

Nos neurônios, sabe-se que essa alteração no potencial da membrana celular está envolvida no processo de formação da memória. Agora, parece que algo semelhante pode acontecer no biofilme bacteriano.

“Esse potencial de membrana é uma propriedade fundamental compartilhada por todas as células vivas e particularmente bem estudada em neurônios”, explicou Dr. Süel.

“As bactérias que foram expostas à luz exibiram persistentemente um potencial de membrana diferente em comparação com as bactérias que não foram expostas; portanto, ficou claro que essas bactérias ‘se lembraram’ de que foram expostas à luz”.

O estudo

A equipe analisou uma espécie bacteriana simples chamada bacilo da grama (Bacillus subtilis) e deu a eles uma explosão de cinco segundos de luz azul proveniente de um laser.

Eles descobriram que essa luz causa uma alteração no potencial da membrana – com íons constantemente inundando a célula e voltando a entrar novamente. Este efeito permaneceu por várias horas após a exposição à luz.

“Os modelos são bem executados, assim como o trabalho experimental com microfluídica e excitação de luz. Algumas seções são menos convincentes”, diz o biólogo evolucionista Dr. Olin Silander, da Universidade Massey de Auckland, na Nova Zelândia, que não participou do estudo.

“Os autores sugerem que um gene (yugO) é um canal de potássio necessário para que a estimulação da luz funcione em biofilmes. No entanto, outros autores observaram que o yugO é realmente necessário para a formação de biofilmes”.

Como as bactérias foram geneticamente modificadas para brilhar quando o potencial de membrana aumenta, a equipe de pesquisa foi capaz de observar fisicamente o biofilme pulsando.

“As células expostas à luz passam de hiperpolarizadas para despolarizadas, em relação ao restante do biofilme”, ​​escrevem os pesquisadores no artigo. “Isso resulta em impressionantes padrões visuais ao longo do tempo.”

Você pode ver isso neste vídeo abaixo. Ou clique aqui.

Biofilme bacteriano e a memória.

Embora pareça ser um tipo de formação de memória, definitivamente não é o mesmo que acontece em nossos cérebros. Ainda não sabemos por que isso ocorre ou se as bactérias realmente as utilizam em seus ambientes regulares.

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“Ainda não sabemos por que as bactérias têm essa propriedade. Claramente, precisamos estudar mais profundamente o que significa que as bactérias serem expostas à luz e formam memórias”, explica Süel.

Os pesquisadores dizem que seus resultados aludem à ideia de que os neurônios em que confiamos podem ter alguns processos que chegam até a nossa história evolutiva como bactérias, embora nem todos estejam convencidos.

“A homologia desses dois processos é improvável; isto é, não é provável que ambos tenham evoluído de um canal de potássio ou canal de cátion ancestral”, disse Silander à ScienceAlert.

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“Embora existam muitos outros processos / comportamentos em bactérias conhecidas por exibir memória, este é o primeiro que eu conheço que resulta de estímulo à luz”.

De fato, essa não é a primeira vez que pesquisadores descobrem bactérias que ‘lembram’ coisas.

Alguns anos atrás, uma equipe diferente de pesquisadores descobriu que as bactérias tinham uma memória coletiva que aumentava sua tolerância ao estresse quando expostas ao sal.

A pesquisa foi publicada na Cell Systems.

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