Baktérie môžu uchovávať spomienky a odovzdávať ich generáciám: ScienceAlert

Jednobunkový organizmus bez mozgu alebo nervového systému, o ktorých by sa dalo hovoriť, si podľa nového výskumu môže stále vytvárať spomienky a odovzdávať ich ďalším generáciám.

všadeprítomné baktérie, Escherichia coli, Je Jedna z najlepšie preštudovaných foriem života na Zemi, a napriek tomu vedci stále nachádzajú nečakané spôsoby, ako prežiť a šíriť sa.

Výskumníci z University of Texas a University of Delaware teraz objavili možný pamäťový systém, ktorý to umožňuje e coli „Spomínať“ si na minulé zážitky na mnoho hodín a na ďalšie generácie.

Tím hovorí, že podľa ich vedomostí tento typ bakteriálnej pamäte nebol nikdy predtým objavený.

Je zrejmé, že pamäť, o ktorej vedci v tomto prípade diskutujú, nie je totožná s vedomou ľudskou pamäťou.

Namiesto toho fenomén bakteriálnej pamäte opisuje Ako informácie z minulých skúseností ovplyvňujú súčasné rozhodovanie.

„Baktérie nemajú mozog, ale môžu zbierať informácie zo svojho prostredia, a ak sa s týmto prostredím stretávali často, môžu si tieto informácie uložiť a okamžite k nim pristupovať, aby ich neskôr využili.“ rozprávanie Vedúcim výskumníkom je molekulárny biológ Souvik Bhattacharya z UT.

Zistenia Bhattacharyu a jeho tímu sú založené na robustnom spojení viac ako 10 000 bakteriálnych „rojových“ testov.

Tieto experimenty testovali, či e coli Bunky na tej istej platni sa zhlukujú a vytvoria migračnú hmotu, ktorá sa pohybuje jediným motorom. Takéto správanie vo všeobecnosti naznačuje, že bunky sa spájajú, aby efektívne hľadali vhodné prostredie.

Na druhej strane, kedy e coli Bunky sa zlepia do lepivých biofilmov, ich spôsob kolonizácie povrchu živín.

Výskumníci odhalili v počiatočných experimentoch e coli Aby sa zistilo, aké podmienky nútia bunky k najrýchlejšiemu rojeniu, sú vystavené niekoľkým rôznym environmentálnym faktorom.

Nakoniec tím zistil, že intracelulárne železo bolo najsilnejším prediktorom toho, či sa baktérie budú pohybovať alebo zostať.

Nižšie hladiny železa súviseli s rýchlejším a efektívnejším pasením, zatiaľ čo vyššie hladiny viedli k ustálenejšiemu životnému štýlu.

medzi prvou generáciou e coli buniek, sa zdalo, že ide o vrodenú odpoveď. Ale po tom, čo zažili iba jednu udalosť rojenia, bunky, ktoré neskôr v živote zaznamenali nízke hladiny železa, boli pri vytváraní rojov ešte rýchlejšie a efektívnejšie ako predtým.

Okrem toho táto „železná“ pamäť vydržala najmenej štyri po sebe nasledujúce generácie dcérskych buniek, ktoré vznikajú rozdelením materskej bunky na dve nové bunky.

V siedmej generácii dcérskych buniek sa táto železná pamäť prirodzene stratila – hoci by sa dala obnoviť, keby ju vedci umelo posilnili.

Autori štúdie zatiaľ neidentifikovali potenciálny pamäťový systém alebo molekulárny mechanizmus za jeho dedičnosťou, ale silná súvislosť medzi intracelulárnym železom a medzigeneračným rojením naznačuje, že v hre je úroveň pretrvávajúceho kondicionovania.

Je známe, že epigenetika zohráva úlohu Prekonávanie „zapamätaných“ biologických nastavení cez generácie e coli Reguláciou nastavení „zapnuté“ a „vypnuté“ špecifických génov sa výskumníci domnievajú, že krátke obdobie dedičnosti znamená, že toto nie je primárny mechanizmus.

Železo je spojené s niekoľkými stresovými reakciami baktérií. Budovanie medzigeneračného pamäťového systému okolo toho dáva veľký evolučný zmysel.

Pomôcť môže pamäťový systém na báze železa e coli Prispôsobenie sa zlým podmienkam prostredia alebo antibiotikám.

dokonca jeden e coli môže predať zdvojnásobiť za pol hodinuPreto je schopnosť prenášať takúto pamäť do buniek potomstva pravdepodobne prospešná aj v pomaly sa meniacom prostredí.

„Predtým, ako bol v zemskej atmosfére kyslík, raný bunkový život využíval železo na mnohé bunkové procesy,“ Hovoria Bhattacharya.

„Železo je dôležité nielen pri vzniku života na Zemi, ale aj pri evolúcii života. Je logické, že bunky by ho takto využívali.“

„Konečne,“ Bhattacharya záver, „Čím viac vieme o správaní baktérií, tým ľahšie sa s nimi budeme vysporiadať.“

Štúdia bola publikovaná v r PNAS,