Um organismo unicelular sem cérebro ou sistema nervoso ainda pode formar memórias e transmiti-las às gerações futuras, de acordo com uma nova pesquisa.
A onipresente bactéria Escherichia coli é uma das formas de vida mais bem estudadas na Terra e, no entanto, os cientistas ainda estão descobrindo formas inesperadas de sobrevivência e propagação.
Pesquisadores da Universidade do Texas e da Universidade de Delaware descobriram agora um sistema de memória potencial que permite à E. coli “lembrar” experiências passadas por várias horas e gerações subsequentes.
A equipe afirma que, até onde sabem, esse tipo de memória bacteriana nunca havia sido descoberta antes.
Obviamente, a memória que os cientistas estão discutindo neste caso não é a mesma que a memória humana consciente.
O fenômeno da memória bacteriana descreve como as informações de experiências passadas influenciam a tomada de decisões atuais.
“As bactérias não têm cérebro, mas podem coletar informações de seu ambiente e, se encontrarem esse ambiente com frequência, podem armazenar essas informações e acessá-las rapidamente mais tarde para seu benefício, como uma espécie de memória”, explica o pesquisador -chefe, biocientista molecular Souvik Bhattacharyya, da UT.
As descobertas de Bhattacharyya e da sua equipe baseiam-se em fortes associações de mais de 10.000 ensaios de “enxameação” bacteriana.
Esses experimentos foram testados para ver se as células de E. coli em uma única placa se agrupariam em uma massa migratória que se moveria com o mesmo motor. Tal comportamento geralmente indica que as células estão se unindo para buscar eficientemente um ambiente adequado.
Por outro lado, quando as células de E. coli se aglomeram formando um biofilme pegajoso, é a sua forma de colonizar uma superfície nutritiva.
Nas experiências iniciais, os pesquisadores expuseram as células de E. coli a vários factores ambientais diferentes para ver quais as condições que desencadearam a enxameação mais rapidamente.
Em última análise, a equipe descobriu que o ferro intracelular era o preditor mais forte para saber se as bactérias se moviam ou permaneciam.
Níveis baixos de ferro foram associados a uma enxameação mais rápida e eficiente, enquanto níveis mais elevados levaram a um estilo de vida mais estável.
Entre as células de E. coli de primeira geração, esta parecia ser uma resposta intuitiva. Mas depois de experimentar apenas um evento de enxameação, as células que experimentaram baixos níveis de ferro mais tarde na vida foram ainda mais rápidas e eficientes na enxameação do que antes.
Além do mais, estas memórias “de ferro” foram transmitida a pelo menos quatro gerações sucessivas de células-filhas, que são formadas a partir da divisão da célula-mãe em duas novas células.
Na sétima geração de células-filhas, essas memórias de ferro foram naturalmente perdidas – embora pudesse ser recuperada se os cientistas a reforçassem artificialmente.
Os autores do estudo ainda não identificaram um mecanismo molecular por trás do potencial sistema de memória ou de sua herdabilidade, mas a forte associação entre o ferro intracelular e o comportamento de enxameação intergeracional sugere que há um nível de condicionamento persistente em jogo.
Embora se saiba que a epigenética desempenha um papel na passagem de configurações biológicas “lembradas” através de gerações de E. coli, regulando configurações “ligadas” e “desligadas” de genes específicos, os pesquisadores acreditam que a curta duração da herdabilidade significa que este não é o mecanismo primário aqui.
O ferro está ligado a múltiplas respostas ao estresse nas bactérias. A formação de um sistema de memórias intergeracional em torno dele faz muito sentido evolutivamente.
Um sistema de memória baseado em ferro pode ajudar a E. coli a se adaptar às más condições ambientais ou aos antibióticos.
Uma única célula de E. coli pode duplicar em meia hora, pelo que a capacidade de transmitir essa memória às células filhas é provavelmente também benéfica em ambientes de mudança lenta.
“Antes de haver oxigênio na atmosfera da Terra, a vida celular inicial utilizava ferro para muitos processos celulares”, diz Bhattacharyya.
“O ferro não é apenas crítico na origem da vida na Terra, mas também na evolução da vida. Faz sentido que as células o utilizem desta forma.”
“Em última análise”, conclui Bhattacharyya, “quanto mais sabemos sobre o comportamento bacteriano, mais fácil é combatê-las”.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
