https://bodybydarwin.com
Slider Image

The Talking Germs: Desxifrar la lingüística i la cognició microbianes

2022

El llenguatge és el distintiu de les criatures de primer ordre. Els humans hem desenvolupat un procés altament complex que inclou l'organització de milers de paraules, cadascuna de les quals té un significat. Tanmateix, no estem sols en la capacitat de parlar entre nosaltres. Durant les últimes dècades, els investigadors han demostrat que els animals també tenen la capacitat de comunicar-se, tot i que rudimentàriament.

La majoria dels estudis especulatius es van produir a la dècada de 1950 i van generar una sèrie de troballes que cada idioma suggereix s'utilitza universalment. Els mètodes es diferencien de nosaltres, manifestant-se en expressions facials, gestos corporals, vocalitzacions i fins i tot olors per transmetre un missatge. Tot i això, hi havia una mica de dubte la comunicació i fins i tot el llenguatge es va conservar al llarg de l’evolució. Només hi havia qüestió de temps abans que es fes la mateixa hipòtesi per als organismes unicel·lulars, inclosos els microbis.

Tot i que la teoria del llenguatge microbià va començar fa seixanta anys, la detecció d’aquesta capacitat no es va explicar del tot fins al 1994, quan es va trobar que el bacteri, Pseudomonas aeruginosa, es comunicava amb altres cèl·lules. El mètode era de naturalesa química, en forma de lactones N-acil-L-homoserines (AHLs). Cada AHL proporcionava un senyal que feia que altres bacteris propers reaccionessin d’una determinada manera. El llenguatge es va anomenar quorum sensing (QS) i es considerava la base per a la interacció social. Amb una major recerca, es va trobar QS en diversos altres microbis, inclòs Salmonella Staphylococcus E. coli i fins i tot fongs.

Però, mentre que la caça per caracteritzar QS als bacteris estava en plena evolució, l'intent de desxifrar la lingüística darrere d'aquest fenomen va tenir un èxit limitat. Tot i que les evidències van revelar que aquests senyals estaven implicats en la resistència als antibiòtics, l'augment de la virulència durant la infecció i fins i tot el rendiment de les matemàtiques, els investigadors encara tenien un problema en la traducció de senyals al llenguatge. El problema rau en la incapacitat d’identificar mecanismes específics entre els AHLs i la resposta de la comunitat.

Per superar-ho, el 2004, un equip internacional d’investigadors es va allunyar dels AHLs amb l’esperança de trobar una Pedra Rosetta microbiològica. Van desenvolupar una xarxa artificial basada en una altra molècula de senyal, l’acetat. Els resultats van revelar que l’acetat s’assemblava efectivament a una paraula o frase, com ara créixer en reacció de la comunitat. Quan es va dir "l'acetat", altres bacteris van créixer en gran mesura. Quan els nivells d'acetat van baixar, també ho van fer els nombres de bacteris.

Els resultats van suggerir que la teoria dels senyals com a paraules era vàlida. Cap al 2009, s'havien trobat diversos altres missatges, incloent indicacions per augmentar la virulència ( atac ), formar petxines moleculars ( tapar ), eixam ( moure-se ), produir molècules bioluminescents ( resplendor ) i agrupar-se entre elles . Tot i que, mentre que el vocabulari creixia, continuava apareixent un missatge deixant als investigadors frustrats i els funcionaris de salut pública preocupats: resistir-se als antibiòtics .

La resistència als antibiòtics és un procés complex que utilitza diversos senyals. Els estudis per entendre aquesta comunicació, però, han provocat més preguntes que respostes. El tema principal tracta el descobriment de missatges combinatoris. A diferència del disseny simplista de la xarxa artificial, en el món real, múltiples senyals podrien funcionar entre si, provocant diverses reaccions possibles. Els bacteris no només es limitaven a converses d’una sola paraula, sinó que podien encordar algunes paraules junts com a frase. Encara més intrigant, fins i tot poden tenir la capacitat de comunicar-se molt com els organismes d'ordre superior.

Per demostrar-ho, calia desenvolupar un model adequat. La setmana passada, un equip d’investigadors fora del Regne Unit va proporcionar un exemple d’aquest tipus de lingüística microbiana. Van escollir dos senyals diferents, 3-oxo-C12-HSL ( huddle ) i C4-HSL ( cover up ) i van buscar esbrinar si aquests senyals produirien reaccions diferents en Pseudomonas aeruginosa quan s'utilitzen additivament o en combinació. El grup va trobar, molt per a la seva sorpresa, que l'afegit d'aquests dos senyals al mateix temps diferia significativament d'afegir-los en seqüència. En lloc d'un consens general per moure's en una resposta direccional, observat amb estímul individual, el bacteri va mostrar diverses reaccions diferents a la missatgeria combinada.

Els autors van suggerir que les seves observacions podrien haver estat causades per un dels dos mecanismes lingüístics. El primer seria un enfocament de “trompa i campana” en què el significat de les dues frases, tan divergents com fossin ( amuntegar i tapar ), portaria a una reacció mixta. L’altra, que creien que era veritat, era el fet que la barreja de les dues frases va crear un missatge compost que tenia un significat completament únic i potser desconegut . Això suggereix bacteris, o almenys P. aeruginosa, tenen una capacitat cognitiva de destriar els missatges barrejats.

Tot i que les dades són preliminars, la porta està oberta a estudis més cognitius sobre bacteris i la descodificació de la comunicació combinatorial. Amb estudis continuats en lingüística microbiana, un dia podrem comprendre el llenguatge dels gèrmens i aprendre a parlar amb ells. Per als funcionaris de salut pública, aquesta és una oportunitat primordial per trobar noves formes de prevenir la infecció i de gestionar els menaces mitjançant directives i no d'armes. Per a la resta de nosaltres, el coneixement finalment ens pot donar l’oportunitat d’arribar als gèrmens i, mitjançant la comunicació, trobar aquell objectiu sempre llunyà de convivència pacífica.

Responen cinc preguntes sobre el solstici d’hivern actual

Responen cinc preguntes sobre el solstici d’hivern actual

Gelateries dolces per a casa vostra

Gelateries dolces per a casa vostra

Potser els científics acaben de fer un avenç contra la vacuna contra la malària

Potser els científics acaben de fer un avenç contra la vacuna contra la malària