Influencia del microbioma en un hipotético hospedero robot
Partiendo del hecho de que los microorganismos desempeñan un papel importante en la salud y el comportamiento de los hospederos, se hicieron simulaciones computacionales para estudiar la influencia del microbioma en el hospedero, a partir de un modelo de tres módulos.
El primer módulo corresponde a una población de E. coli con un interruptor genético biestable, que en presencia de lactosa expresa GFP y en presencia de arabionosa produce mCherry. El segundo módulo, representa el medio en que crece la población de bacterias y consiste en un quimiostato, con capacidad de detección de los niveles de flourescencia producidos por GFP y por mCherry. El tercer módulo interpreta la señal debida a las proteínas flourescentes y la convierte en rutinas ejecutadas por un robot hipotético que representa al hospedero. En las simulaciones, el robot permanecía dentro de un área rodeada por fuentes de carbono (arabinosa o lactosa), que debía capturar. La utilización del interruptor biestable, mostraba movimientos intercalados del robot hacia la lactosa y la arabinosa; no obstante, al agregar sesgos en el sistema (en relación con la afinidad del ribosoma hacia los productos de los genes lacI y tetR, que regulan el sistema), se observaron cambios en la preferencia por el sustrato, que ocasionaron que el robot sólo se moviera hacia depósitos de lactosa. Con la idea de probar la influencia que el microbioma puede ejercer sobre si mismo, se incorporó un sistema inducible por medio de AHL que se activa cuando el robot se encuentra cerca de las fuentes de carbono, notando un comportamiento de “asecho-pausa-ataque” por parte del robot.
Aunque sólo se trata de un modelo, estos resultaltados ilustran como cambios en los componentes genéticos de un microbioma, pueden ocasionar cambios en el hospedero.
Heyde, K. C. and Ruder, W. C. Exploring Host-Microbiome Interactions using an in Silico Model of Biomimetic Robots and Engineered Living Cells. Sci. Rep. 5, 11988; doi: 10.1038/ srep11988 (2015).
