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Científico chileno crea paisajes en un chip para estudiar cómo las bacterias colonizan ecosistemaslunes, 14 de septiembre 2026
Científico chileno crea paisajes en un chip para estudiar cómo las bacterias colonizan ecosistemas
Con innovadores mini laboratorios en forma de chip estudia la colonización bacteriana. Avances prometedores en ecología y medicina
Ciencia y Tecnología
Por: Catalina Díaz | 05 de agosto 2023 | 23:23
El científico chileno Juan Keymer, reconocido investigador del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa y académico de la Universidad de Aysén, ha realizado un importante avance en el estudio de la colonización bacteriana en los ecosistemas.
Mediante el uso de innovadores mini laboratorios en forma de chip, ha logrado recrear paisajes en miniatura que imitan los nichos ecológicos naturales.
Su objetivo es comprender cómo las bacterias compiten y colonizan estos espacios, con el potencial de impactar en los campos de la ecología, el medio ambiente y la medicina.
Utilizando dispositivos microfluídicos del tamaño de una estampilla, Juan Keymer ha diseñado paisajes ecológicos en su interior para estudiar el comportamiento de los microorganismos y bacterias en entornos diversos. Estos mini-laboratorios simulan patrones ecológicos, permitiendo a los individuos alimentarse y nutrirse como lo harían en un ecosistema real.
En su última investigación, publicada en BMC Biology, Keymer y su equipo se enfocaron en dos grupos de bacterias: Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa.
Estas bacterias fueron colocadas en los paisajes en miniatura para observar su comportamiento. "Creamos estos paisajes en el chip con una isla o piscina donde las bacterias pudieran habitar, y un archipiélago unidimensional que servía como hábitat adicional. Además, añadimos conectores biológicos, similares a los corredores en un paisaje real. Luego inoculamos el chip con bacterias móviles y estudiamos cómo estos grupos de bacterias exploraban el paisaje", explicó Keymer.
Los resultados revelaron que Escherichia coli es una especie fugitiva y exploradora, mientras que Pseudomonas aeruginosa es un colonizador más lento pero un competidor superior, aprovechando el paisaje a su favor. Ambas bacterias lograron coexistir y poblar el paisaje gracias a sus diferentes habilidades de exploración y explotación, respectivamente.
Estos hallazgos destacan la importancia de las relaciones de proximidad y distancia (adyacencia) entre estructuras e individuos en un ecosistema. Dichas relaciones resultan cruciales para el éxito de la colonización y supervivencia de los microorganismos, así como para su coexistencia en el paisaje.
Este fenómeno quedó claramente evidenciado cuando las mismas bacterias fueron colocadas en un tubo de ensayo homogéneo. En este caso, Escherichia coli no tuvo oportunidad de sobrevivir, ya que no tuvo la opción de explorar, que es una de sus cualidades distintivas. "Cuando realizamos el experimento en el tubo de ensayo, en tan solo 48 horas, todo fue colonizado por Pseudomonas aeruginosa.
Sin embargo, "Cuando existe adyacencia y Escherichia coli puede moverse a lugares inaccesibles para Pseudomonas aeruginosa debido a su velocidad limitada, entonces puede prosperar y colonizar los espacios", explicó Keymer.
Estos conocimientos prometen tener un impacto significativo en los campos de la ecología, el medio ambiente y la medicina. Podrían ayudar a comprender cómo los fenómenos biológicos, como la adyacencia, son cruciales para que las comunidades de organismos vivos prosperen en ecosistemas cada vez más dinámicos, fragmentados y cambiantes debido al cambio climático.
Además, los descubrimientos podrían tener implicaciones en medicina, ya que fenómenos similares ocurren a nivel de células y tejidos, lo que podría ayudar a comprender mejor cómo se curan las heridas o cómo se desarrollan los seres vivos. Según el investigador, al poder diseñar hábitats y estructuras de diversas formas, se podría incluso programar el comportamiento de ciertas células.
El trabajo innovador de Juan Keymer ha llevado la ciencia a nuevos límites, utilizando la técnica de ecología en un chip para estudiar el comportamiento de los microorganismos en entornos controlados. Sus descubrimientos abren nuevas perspectivas en la comprensión de la vida microscópica y su interacción con el entorno.


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