IT: Batteri come esempio di integrazione e cooperazione. Si tratta di organismi unicellulari o pluricellulari?

Pensavate che i batteri fossero organismi unicellulari? Dopo questo articolo vi ricrederete!

In alcune condizioni è possibile che i batteri, organismi notoriamente unicellulari, cooperino e si organizzino per generare un unico grande organismo. Le cellule batteriche cominciano a produrre e secernere esopolisaccaridi, carboidrati dalle proprietà viscose che consentono ai batteri di aderire gli uni con gli altri.

E UNA VOLTA COESI?

I microrganismi cominciano a specializzarsi in alcune funzioni tipiche (esattamente come le nostre cellule si differenziano in altri tipi cellulari come i neuroni, le cellule muscolari, ecc.) come la produzione di sostanze nutritive, nella secrezione di ulteriori esopolisaccaridi in grado di aumentare le capacità adesive della matrice in cui sono invischiati, finanche a morire per i propri compagni, innescando fenomeni di lisi cellulare, specialmente nella porzione centrale di questo rave party di batteri, dove l’ossigeno comincia a scarseggiare. La morte di queste onorevoli cellule non è vana, consente il rilascio di nutrienti per le cellule compagne e del loro preziosissimo DNA, fonte di incredibile variabilità genetica. Questo immenso condominio di batteri, matrice esopolisaccaridica e DNA è denominato #biofilm.

MA QUINDI I BIOFILM SONO FORMATI DA UNA O PIU’ SPECIE?

I biofilm possono essere altamente elitari componendosi di un’unica specie, oppure come accade più spesso, includono molte specie, diventando un vero esempio di integrazione sociale, in cui ogni specie si specializza a sua volta in una funzione specifica.

MA CHI STUDIA I BIOFILM?

Lo studio dei biofilm interessa moltissimi settori della Microbiologia e delle Biotecnologie: di solito la capacità di produrre biofilm compatti e resistenti è associata anche ad una certa capacità di resistere agli antibiotici, oppure può avere importanti applicazioni industriali perché può creare problemi nell’ostruzione dei bioreattori.

Le strutture che vedete emergere si chiamano “#mushroom”, funghi, per via della caratteristica forma che assumono. L’aspetto e la forma di un biofilm può cambiare ampiamente a seconda della specie o addirittura dalle condizioni colturali in cui il biofilm viene cresciuto.

Allora amici lettori, vi ho convinto che il razzismo e l’isolamento sociale sono cose superate perfino dai batteri?

Se volete approfondire l’argomento relativo a “biofilm, microplastiche e antibiotico-resistenze” leggete anche il nostro articolo su fb e wordpress al link: https://www.facebook.com/lifeilfarodeicuriosi/posts/479835326129592.

E voi siete interessati a questi aspetti tecnici dei biofilm microbici?

Non perdete il nostro prossimo articolo sulla #sociomicrobiologia, la #scienza che si occupa di generare modelli predittivi sociali sfruttando i microrganismi come semplici ma efficaci organismi di studio.

 

ENG: Bacteria as example of integration and cooperation. Are they unicellular or pluricellular organisms?

Are you thinking that bacteria are unicellular organisms? So, after reading this article you will change your mind!

In certain conditions, it is possible that bacteria, organisms known to be unicellular, cooperate and organise themselves to generate a single one big body. The bacterial cells start to produce and secrete exopolysaccharides, carbohydrates with viscous properties that allow the bacteria to join one to each other.

AND ONCE THEY JOINED?

Then, the micro-organisms begin to specialise in some typical functions (just like our cells differentiate in other cellular types as neurons, muscular cells, etc.) such as the production of nutritive substances within the secretion of further exopolysaccharides able to enhance the adhesive capacity of the matrix in which they are embroiled. Biofilm formation cause also death of cell elements, triggering the phenomenon of cellular lysis, mainly in the central part of this bacterial “rave party”, where the oxygen levels are very low.

The death of these cells allows the release of nutrients for the fellow cells and DNA, pool of high genetic variability. This big hotel of bacteria, exopolysaccharidic matrix and DNA is called #biofilm.

THUS, ARE BIOFILMS FORMED BY ONE OR MORE SPECIES?

Biofilms can be highly elitist being composed by only one species, or as occurs more frequently, include more species. The latter case represent a wonderful example of social integration in which every species specializes itself doing a specific function.

BUT WHO IS STUDYING BIOFILMS?

Biofilms are studied by different fields of the #Microbiology and #Biotechnology: biofilm formation by some bacterial pathogens represent a virulence factor, frequenly asdociated to antibiotic resistance, while in the bioreactors could have important implications in industrial productions, clogging the colonized bioreactors.

IMAGE EXPLANATION

The first image is a 3D reconstruction realised by laser-scanning confocal microscopy of a typical biofilm formed by Pseudomonas aeruginosa, model organism for studying microbial biofilm.  The structures that you can see on the top of the image are called “#mushrooms” for their peculiar form. The morphology of a biofilm can change widely depending on the species or on the cultural conditions in which the biofilm has been grown. In the second image, we can notice the 5 stages of biofilm development in Pseudomonas aeruginosa. Stage 1, initial adhesion; stage 2, irreversible adhesion; stage 3, maturation I; stage 4, maturation II; stage 5, dispersion.

Summing up dear reader, have I convinced you that racism and social isolation are two outdated things, also overcome by bacteria?

If you want to read more/have a view about the theme on “biofilm, microplastics and antibiotic-resistances” you can find at this link our previous post on fb and wordpress:  https://www.facebook.com/lifeilfarodeicuriosi/posts/479835326129592.

And You? Are you interested to this thematic of microbial biofilms?

Next time we will talk of #sociomicrobiology, the #science that deals with the creation of predictions by using micro-organisms as simple but successful model organisms.

 

Photocredits:
https://mmg-233-2013-genetics-genomics.wikia.org/wiki/Pseudomonas_aeruginosa:_Biofilm_formation
https://it.wikipedia.org/wiki/Biofilm#

Reference: Flemming HC, Wingender J, Szevzy U, Steimberg P, Rice SA, Kjelleberg S. Biofilms: an emergent form of bacterial life. Nature Review. 2016.  14(9):563-75. Link: https://www.nature.com/articles/nrmicro.2016.94.

 

Authors:
Luca Gallitelli and Massimiliano Lucidi

 

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