METROmicrobiólogo Scott Chimileski estudios microbianos biopelículas en el Laboratorio de Biología Marina (MBL), explorando sus intrincadas interacciones y organización estructural. Su primer contacto con las biopelículas comenzó durante sus estudios de posgrado en la Universidad de Connecticut, donde utilizó microscopía confocal para capturar imágenes en intervalos de tiempo de biopelículas de arqueas halófilasque están relativamente poco explorados.1 “Ahí es donde realmente reconocí la belleza de las biopelículas y sus aspectos visuales”, compartió.
Un interés de toda la vida por la fotografía complementó sus actividades científicas, y las dos pasiones se fusionaron completamente durante su trabajo postdoctoral en Roberto KolterLaboratorio de la Facultad de Medicina de Harvard. Kolter, un compañero entusiasta de los aspectos artísticos de la ciencia, animó a Chimileski a fomentar esta búsqueda. “Los dos quedaron total e irreversiblemente entrelazados”, añadió Chimileski.
Desde entonces, Chimileski ha capturado las intrincadas estructuras de cientos de biopelículas bacterianas a escalas microscópica y macroscópica. Utilizando una configuración de cámara incubadora personalizada, creó vídeos detallados en lapso de tiempo del crecimiento de las colonias, mientras que la microscopía electrónica le permitió profundizar en las interacciones celulares a nivel de micras. Este trabajo resultó en una rica colección de lapsos de tiempo detallados. Su extenso cartera muestra bacterias con rasgos únicos, utilizando la fotografía para compartir la belleza y la complejidad de los microbios con los científicos y el público por igual.
Curación de exhibiciones microbianas en museos
La pasión de chimileski por compartir la ciencia dio lugar a una exposición interactiva, Vida microbiana: un universo al borde de la vistaque fue co-curador con Kolter. La exposición, que se celebró entre 2018 y 2022 en el Museo de Historia Natural de Harvard, invitó a los visitantes (tanto científicos como curiosos) a sumergirse en los microbios que se encuentran en la vida cotidiana y en los entornos naturales.
estreptomicesuna bacteria que habita en el suelo, puede producir un halo de un antibiótico azul llamado actinorhodina.
Scott Chimileski, Laboratorio de Biología Marina
Los visitantes encontraron lugares familiares, como una cocina a gran escala, y exploraron una estación de microscopía de demostración en vivo con una serie rotativa de muestras, desde polvo hasta kombucha. “Interactué mucho con el público”, dijo Chimileski. “La estación de demostración en vivo nos brindó una oportunidad constante de presentar nuevos temas y materias. Era una fuente constante de nueva información”.
En otra exhibición, Chimileski montó cuatro placas de Petri de gran tamaño en la pared, cada una de las cuales mostraba diferentes colonias de bacterias vivas. “El crecimiento real y la evolución microbiana estaban ocurriendo dentro de estas placas de Petri vivas”, dijo Chimileski. “Se podían ver mutantes emergiendo en el borde de las colonias y propagándose más rápido”. Por ejemplo, los espectadores podrían ver un blanco estreptomices colonia desarrollar lentamente un rico halo azul: un antibiótico llamado actinorhodina. “Estás viendo el pigmento natural producido por las bacterias y la producción de antibióticos”, explicó. “Esto es importante porque la mitad de nuestros antibióticos utilizados clínicamente provienen de estas bacterias del suelo”.
Reservando un nuevo capítulo: una exploración de microbios en todo el mundo
Paralelamente a la exposición, Chimileski y Kolter fueron coautores La vida al borde de la vista: una exploración fotográfica del mundo microbiano. Este libro destacó una colección de imágenes de laboratorio de Chimileski y exploró el papel de los microbios en la historia de la Tierra y la vida de las personas. “Uno de los temas principales del libro se centra en el lado macroscópico de los microbios”, explicó. “Si bien los microbios individuales son microscópicos, se manifiestan macroscópicamente de muchas maneras, desde biopelículas hasta estas floraciones de cocolitóforos”.
Chimileski viajó a sitios de ciencia microbiana en todo el planeta y describió estos destinos como “Mecas de la microbiología”. Sus viajes lo llevaron a caminatas por el interior del Parque Nacional Capitol Reef para encontrar estromatolitos (fósiles de cianobacterias) y a los Acantilados Blancos de Dover en el Reino Unido, donde los icónicos acantilados de tiza están compuestos por esqueletos de cocolitóforos en flor de algas.
A bacilo subtilis La colonia pulula lentamente a través del medio de la placa de Petri.
Scott Chimileski, laboratorio de biología marina
Explorando los microbios bucales dentro de las biopelículas de erizo
Una vez concluidos estos proyectos, Chimileski centró su atención en el estudio de biopelículas en el microbioma oral, como la placa dental, en MBL. “Las biopelículas no son simplemente montones amorfos de bacterias, sino que las diferentes especies en estas biopelículas están localizadas entre sí en patrones o estructuras recurrentes”, explicó. Una de esas estructuras, llamada erizopresenta alrededor de 10 especies bacterianas diferentes.2 Estas comunidades de erizos, previamente destacadas en la exhibición por su papel en la salud humana, ofrecen una ventana a la intrincada organización de la vida microbiana.
En el corazón de estas estructuras en forma de erizo se encuentra una bacteria llamada Corynebacterium matruchotiique forma el andamio central.3 Para estudiar estas estructuras, Chimileski cultivó especies bacterianas juntas y utilizó imágenes de lapso de tiempo para observar sus interacciones. En un experimento en tiempo real, accidentalmente encontró una forma única C. matruchotii dividido. “Creció como un filamento largo en un solo polo, llamado extensión de la punta, lo cual, en sí mismo, es interesante. Después de alcanzar cierta longitud, la célula se divide simultáneamente en 10 o más células a la vez, lo que se llama fisión múltiple”, comentó Chimileski. Contrastó esto con la fisión binaria, el modelo de libro de texto para la división bacteriana, y enfatizó que este comportamiento único podría haberse pasado por alto utilizando métodos tradicionales de hibridación fluorescente in situ, que requieren matar las células.
Chimileski planea seguir capturando estas imágenes, profundizando en los comportamientos invisibles de las comunidades microbianas. De cara al futuro, espera continuar sus proyectos de comunicación científica con exhibiciones y, con suerte, otro libro, posiblemente un 10.th-edición de aniversario, repleta de más descubrimientos que aún está por descubrir.