Cómo procesan las señales ambientales las esporas bacterianas latentes

A pesar de ser inactivas bioquímicamente, las esporas bacterianas latentes durante largos períodos pueden procesar las señales ambientales a lo largo del tiempo liberando gradualmente el potencial electroquímico almacenado para reanudar la actividad biológica y el crecimiento en un momento apropiado, según informan los investigadores. Estos hallazgos revelan un mecanismo de toma de decisiones celulares que opera en células fisiológicamente inactivas. Al detectar la aparición de condiciones ambientales duras, los organismos que producen esporas, entre ellos las bacterias y los hongos, pueden entrar en estados latentes que pueden persistir durante años e incluso décadas hasta que las condiciones se vuelvan más favorables para la germinación. Si bien en general se cree que el estado latente de las esporas bacterianas carece de actividad biológica, las esporas latentes conservan la capacidad de procesar señales ambientales que pueden indicar la salida de la latencia. Sin embargo, se desconoce cómo las esporas fisiológicamente inactivas logran este nivel de toma de decisiones con conciencia ambiental. Utilizando un modelo matemático y experimentos en miles de esporas de Bacillus subtilis, Kaito Kikuchi y sus colegas muestran que la liberación de latencia puede explicarse por la conmutación de estado electroquímico, similar a la utilizada por las neuronas. De manera similar a un mecanismo de toma de decisiones en neurobiología conocido como "integración y disparo", las esporas bacterianas utilizan un potencial electroquímico causado por un gradiente de concentraciones de iones de potasio (K⁺) a través de la membrana de esporas latentes para desencadenar la germinación. A medida que las esporas se ven expuestas de forma transitoria y repetida a señales ambientales, se transfiere más K⁺ desde el núcleo de la espora a su membrana interna hasta que se alcanza un umbral crítico, cambiando el estado de la espora de durmiente a activa. Este mecanismo permite monitorizar las señales ambientales a lo largo del tiempo sin necesidad de producción de energía en la espora latente. "El trabajo futuro que examine el comportamiento de germinación de las esporas que se originan en taxones divergentes puede proporcionar información útil sobre cómo las condiciones ambientales dictan los umbrales para la germinación", escriben Jonathan Lombardino y Briana Burton en un artículo de Perspective relacionado.