Gli scienziati utilizzano l'IA per sbloccare i segreti dei linguaggi batterici.

Una migliore comprensione dei linguaggi batterici ci avvicina a controllare e coordinare il comportamento dei batteri.

L'apprendimento automatico e gli esperimenti di laboratorio hanno fornito agli scienziati un'idea delle diverse lingue con cui i batteri comunicano. Comprendendo i modi in cui i batteri interagiscono e le circostanze in cui la loro comunicazione viene interrotta, i ricercatori possono affrontare problemi legati ai batteri resistenti ai farmaci e avanzare nello sviluppo di tecnologie biocomputazionali.

Lo studio si basa su un progetto precedente in cui i ricercatori hanno dimostrato che interrompere la comunicazione batterica è un modo efficace per combattere i batteri multiresistenti. I batteri usano piccole molecole per comunicare tra loro e coordinare l'infezione, e il team ha dimostrato che interferendo con la comunicazione batterica bloccando queste molecole si riduce l'infiammazione e si rende i batteri più vulnerabili agli antibiotici.

Ora i ricercatori hanno esaminato più da vicino le lingue con cui i batteri comunicano. Hanno utilizzato una combinazione di apprendimento automatico e esperimenti di laboratorio per esaminare tutte le circa 170 lingue batteriche conosciute. Questa analisi fornisce una comprensione delle somiglianze e delle differenze tra le lingue, che possono essere utilizzate sia per interrompere i batteri dannosi che per costruire circuiti logici batterici utili.

Il primo passo è stato un'analisi di apprendimento automatico che ha raggruppato le lingue in cluster in base alla struttura delle loro molecole. I gruppi risultanti consistevano di lingue più simili tra loro e diverse dalle lingue negli altri gruppi. Questo è paragonabile alle lingue umane: ad esempio, l'inglese, il francese e l'olandese sono in un gruppo di lingue, mentre l'arabo e l'ebraico sono in un altro.

In seguito, il team ha dimostrato sperimentalmente che i batteri possono comprendere in parte lingue simili. "Abbiamo fatto un 'controllo delle lingue batteriche' e abbiamo scoperto che i batteri che usano lingue molto simili possono capirsi a vicenda, proprio come una persona olandese potrebbe capire un po' di tedesco. Abbiamo anche testato la comunicazione tra batteri che usano lingue molto diverse e abbiamo scoperto che non potevano capirsi affatto, proprio come una conversazione tra persone che parlano finlandese, olandese e arabo non andrebbe molto lontano", afferma Christopher Jonkergouw, lo studente di dottorato che ha guidato lo studio.

Con questi strumenti, i ricercatori hanno dimostrato che possiamo stimare accuratamente le connessioni tra le lingue batteriche e prevedere se possono essere comprese. Queste scoperte saranno preziose per affinare ulteriormente il nuovo approccio di trattamento del team e hanno anche implicazioni per la biotecnologia: le lingue batteriche possono essere utilizzate per coordinare compiti tra gruppi nelle comunità batteriche, o addirittura in microprocessori batterici.