Los científicos utilizan la IA Para desvelar los secretos de los lenguajes bacterianos.
Una comprensión más profunda de cómo se comunican las bacterias nos ha acercado más al control y coordinación del comportamiento bacteriano. Esta imagen es cortesía de Ekaterina Osmekhina/Universidad Aalto.
Los científicos han empleado el aprendizaje automático y pruebas de laboratorio para comprender mejor los métodos de comunicación únicos que se utilizan entre las bacterias. Este conocimiento de la interacción bacteriana y las circunstancias que interfieren con su comunicación ayuda a los investigadores a abordar cuestiones relacionadas con las bacterias resistentes a los medicamentos, al tiempo que promueve el crecimiento de las tecnologías de biocomputación.
El estudio actual amplía investigaciones anteriores, donde los científicos demostraron que interrumpir la comunicación bacteriana es una estrategia exitosa contra las bacterias resistentes a múltiples fármacos. Las bacterias dependen de moléculas pequeñas para la comunicación y coordinación de infecciones; El equipo descubrió que al obstruir esta comunicación y bloquear estas moléculas, se reducía la inflamación y las bacterias se volvían más susceptibles a los antibióticos.
Avanzando en su investigación, los científicos han profundizado en la comprensión de los distintos lenguajes que utilizan las bacterias para comunicarse. Al combinar el aprendizaje automático con experimentos prácticos de laboratorio, pudieron examinar los aproximadamente 170 lenguajes bacterianos reconocidos. El análisis resultante de las similitudes y diferencias de estos lenguajes puede utilizarse para detener las bacterias dañinas y construir "circuitos lógicos bacterianos" beneficiosos.
El paso inicial implicó el aprendizaje automático, que agrupaba los lenguajes según la estructura de sus moléculas. Los grupos estaban formados por lenguas con más similitudes entre sí y diferencias con otras lenguas. Esta agrupación es similar a las categorías del lenguaje humano; El inglés, el francés y el holandés pertenecen a un grupo, mientras que el árabe y el hebreo pertenecen a un grupo diferente.
A continuación, el equipo demostró experimentalmente que las bacterias pueden comprender de alguna manera lenguajes relacionados. En una 'verificación del lenguaje bacteriano', las bacterias que utilizan lenguajes muy similares podrían entenderse entre sí de forma similar a como un holandés podría entender algo de alemán. Además, las bacterias que se comunican en idiomas muy diferentes no pueden comprenderse entre sí, de forma similar a una conversación multilingüe entre finlandés, holandés y árabe. Esta investigación fue dirigida por Christopher Jonkergouw, un estudiante de doctorado.
Estas herramientas han llevado a los investigadores a estimar con precisión las conexiones entre lenguajes bacterianos y predecir su comprensibilidad. Estos conocimientos serán fundamentales para perfeccionar aún más el novedoso método de tratamiento del equipo y tendrán importancia para la biotecnología, ya que los lenguajes bacterianos podrían usarse para coordinar tareas entre comunidades bacterianas o incluso dentro de microprocesadores bacterianos.
