Nella complessa danza della vita, anche i più piccoli ballerini possono sorprenderci. Un team di ricercatori dell’Università della California ha fatto una scoperta che sta riscrivendo i libri di microbiologia: i batteri hanno memoria. Non solo conservano informazioni, ma lo fanno in modo sorprendentemente simile ai neuroni del nostro cervello.
La memoria dei batteri sotto la lente
Il team guidato dal Professor Gürol Süel ha condotto uno studio rivoluzionario sui biofilm batterici, comunità di batteri che vivono e collaborano tra loro. Chih-Yu Yang, Maja Bialecka-Fornal e i loro colleghi hanno scoperto qualcosa di straordinario: le cellule batteriche stimolate con la luce mantengono il ricordo dell’esposizione per ore dopo lo stimolo iniziale.
Anche solo pochi anni fa, nessuno pensava che le cellule batteriche e i neuroni avessero qualcosa in comune, essendo cellule così diverse
ha commentato il Professor Süel.
Come funziona la memoria batterica
Il processo è affascinante: i ricercatori sono riusciti a codificare complessi schemi di memoria nei biofilm batterici utilizzando cambiamenti del potenziale di membrana indotti dalla luce nel Bacillus subtilis. Queste “impronte ottiche” persistono per ore dopo lo stimolo iniziale.
La scoperta fornisce una visione diretta e controllabile della memoria a risoluzione di singola cellula, qualcosa che non possiamo visualizzare nel cervello umano. I batteri non solo ricordano, ma lo fanno in modo manipolabile e prevedibile.
Le implicazioni per la scienza
Questa scoperta apre scenari entusiasmanti. Come spiega lo studio pubblicato su Cell Systems (ve lo linko qui), potrebbe essere possibile imprimere circuiti sintetici nei biofilm batterici, attivando diversi tipi di calcoli in aree separate della comunità batterica.
I batteri sono la forma di vita dominante su questo pianeta. Essere in grado di scrivere memoria in un sistema batterico in modo complesso è uno dei primi requisiti per poter fare calcoli utilizzando le comunità batteriche
sottolinea Süel.
Il futuro della computazione biologica
Le implicazioni di questa scoperta vanno oltre la microbiologia. La capacità di codificare memoria nelle comunità batteriche potrebbe permettere future computazioni biologiche attraverso l’impressione di complessi schemi di memoria spaziale nei biofilm.
I ricercatori sono riusciti a imprimere pattern complessi (addirittura il logo della biblioteca Geisel dell’UC San Diego) su un’area più piccola dello spessore di un capello umano, dimostrando la precisione e le potenzialità di questa tecnologia.
Un ponte tra batteri e neuroni
La scoperta getta una nuova luce sull’evoluzione dei sistemi nervosi. Se comprendiamo come qualcosa di sofisticato come un neurone si è evoluto (le sue radici antiche) abbiamo maggiori possibilità di capire come e perché funziona in un certo modo.
Lo studio, sostenuto dal National Institute of General Medical Sciences e dalla Howard Hughes Medical Institute-Simons Foundation, apre nuove strade per la biologia sintetica e fornisce un paradigma batterico per sistemi biologici dotati di memoria.
La ricerca ci ricorda che la vita, anche nelle sue forme più semplici, nasconde complessità inaspettate. I batteri, lungi dall’essere organismi primitivi, continuano a sorprenderci con le loro sofisticate capacità, sfidando la nostra comprensione dei confini tra semplicità e complessità biologica.
