Cuando se habla de organismos unicelulares, es difícil pensar que son capaces de comunicarse entre sí y realizar acciones en conjunto. Sin embargo, desde hace más de 25 años se ha observado el complejo lenguaje de las bacterias, el cual se conoce como percepción de quórum o quorum sensing [1].

La percepción de quórum se observó por primera vez al estudiar una bacteria marina llamada, Vibrio fischeri. Esta bacteria normalmente vive en simbiosis con otros organismos marinos como ciertos calamares y peces [1]. Dentro de estos animales marinos, las bacterias son capaces de percatarse cuando su población tiene una gran densidad celular y comienzan a producir ciertas proteínas bioluminiscentes que hacen brillar a dichos animales. No obstante, estas bacterias pueden sobrevivir por sí solas en el entorno marino, en dónde su población microbiana se encuentra más esparcida. Al estar separadas, no es posible que las bacterias se comuniquen entre sí y no producen las proteínas bioluminiscentes [2].

¿Cómo funciona?

Para que las bacterias logren transmitir mensajes entre sí, primero producen biomoléculas denominadas autoinductores. Dichos autoinductores salen rápidamente de la célula al entorno. Entre mayor sea la densidad celular, mayor será la concentración del autoinductor en el medio. Esto a su vez, aumenta la probabilidad de que el autoinductor reingrese al interior de alguna bacteria. Dentro de la células, el autoinductor amplifica la expresión de diferentes genes [2]. En el caso de V. fischeri, el autoinductor expresado por el gen LuxI crea un complejo con la proteína LuxR que amplifica la expresión de diferentes genes, incluyendo los que codifican a la proteína luciferasa responsable de la bioluminiscencia. Asimismo, también fomenta la formación de más autoinductores [3].

¿Dónde se observa?

Este fenómeno natural no solo se observa en la bioluminiscencia de la fauna marina como en la Figura 1. También, algunas bacterias emplean el quorum sensing para desarrollar biopelículas, colonias complejas de microorganismos fuertemente adheridos a algúna superficie. Un ejemplo de esto es en el cuerpo humano cuando organismos como Streptococcus mutans forman la placa dental. Sin embargo, este fenómeno también puede beneficiar al hombre, pues la formación de biopelículas por parte de la flora intestinal protege al estómago de bacterias pátogenas o dañinas [4].

Del mismo modo, también se han observado bacterias que emplean la percepción de quórum para estimular el crecimiento bacteriano, la esporulación (método de reproducción que depende de la formación de esporas) e incrementar la resistencia a antibióticos [4].

Referencias

1. Ruby, E., & Lee, K. (1998). The Vibrio fischeri-Euprymna scolopes Light Organ Association: Current Ecological Paradigms. Applied and Environmental Microbiology, 64 (3). doi: 10.1128/aem.64.3.805-812.1998
2. Miller, B. & Bassler, B. (2001). Quorum sensing in bacteria. Annual Review of Microbiology, 55. doi: 10.1146/annurev.micro.55.1.165.
3. Fuqua, W., Winans, S., Greenberg, E. (1994). Journal of Bacteriology, 176 (2). doi: 10.1128/jb.176.2.269-275.1994
4. Encarnacion, M., Aguilar, G., Cabrera, C., Guzman, J., & Flores, M. (2011). El impacto biológico de los autoinductores bacterianos. Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología, 31 (2). http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1315-25562011000200005&lng=es&nrm=iso

Fotografía: Cortesía de Larry Stauffer Vía Pixnio