На първи път: Бактерии съхраняват спомени и ги предават за поколенията

Ваня Милева Последна промяна на 23 ноември 2023 в 08:27 3278 0

Е. coli

Кредит Wikimedia Commons

Е. coli

Едноклетъчен организъм без мозък или нервна система, все пак може да формира спомени и да предаде тези спомени на бъдещите поколения според ново изследване. Екипът казва, че доколкото им е известно, този вид бактериална памет не е била откривана преди.

Повсеместно разпространената бактерия, Escherichia coli, е една от най-добре проучените форми на живот на Земята и въпреки това учените все още откриват неочаквани начини, по които оцелява и се разпространява.

Изследователи от Университета на Тексас и Университета на Делауеър сега откриват потенциална система за памет, която позволява E. coli да "запомнят" минали преживявания за няколко часа и поколения след това.

Учените преди това са наблюдавали, че бактериите, които са имали предишен опит с роене (движещи се по повърхността колективно, използвайки флагели), подобряват последващото роене. Изследователският екип се заема да научи защо. Бактериите нямат неврони, синапси или нервна система, така че всички спомени не са като съзнателната човешка памет. Те са по-скоро са като информация, съхранявана на компютър.

Феноменът на бактериалната памет всъщност описва как информацията от минали преживявания влияе върху текущото вземане на решения.

"Бактериите нямат мозъци, но могат да събират информация от околната среда и ако често са се сблъсквали с тази среда, могат да съхраняват тази информация и бързо да получат достъп до нея по-късно за своя полза", обяснява водещият изследовател, молекулярен биоучен Сувик Бхатачария (Souvik Bhattacharyya) от Университета на Тексас.

Констатациите на Бхатачария и техния екип се основават на силни асоциации от повече от 10 000 анализи на бактериални групи.

Тези експерименти тестват дали клетки на E. coli на една плоча биха се скупчили в една мигрираща маса, която се движи по един и същи начин. Подобно поведение обикновено показва, че клетките се обединяват, за да търсят ефективно подходяща среда.

От друга страна, когато клетките на  E. coli се слепват в лепкав биофилм, това е техният начин за колонизиране на хранителна повърхност.

В първоначалните експерименти изследователите подлагат клетките на E. coli на няколко различни фактора на околната среда, за да видят кои условия предизвикват роене най-бързо.

В крайна сметка екипът установява, че вътреклетъчното желязо е най-силният показател за това дали бактериите се движат или стоят на едно място.

Всичко се свързва с желязото, един от най-разпространените елементи на Земята. Единичните и свободно плаващите бактерии имат различни нива на желязо. Учените наблюдават, че бактериалните клетки с по-ниски нива на желязо имат по-бързо и по-ефективно роене. За разлика от тях, бактериите, които образуват биофилми, плътни, лепкави подложки от бактерии върху твърди повърхности, имат високи нива на желязо в клетките си, т.е ниските нива на желязо се свързват с "по-уседнал начин на живот". Бактериите с толерантност към антибиотици също имат балансирани нива на желязо. Тези спомени се запазват най-малко четири поколения и изчезват до седмото поколение.

Бактериален роякПример за бактериален рояк E. coli. Кредит: The University of Texas at Austin

"Преди да има кислород в земната атмосфера, ранният клетъчен живот е използвал желязо за много клетъчни процеси. Желязото е не само критично важно за произхода на живота на Земята, но и за еволюцията на живота", обяснява Бхаттачария. "Има смисъл клетките да го използват по този начин".

Изследователите предполагат, че когато нивата на желязо са ниски, бактериалните спомени се задействат, за да образуват бързо движещ се миграционен рояк, който търси желязо в околната среда. Когато нивата на желязо са високи, спомените показват, че в тази среда е добре да се остане и да се образува биофилм.

"Нивата на желязо определено са цел за терапевтиците, тъй като желязото е важен фактор за вирулентността", посочва Бхаттачария. "В крайна сметка, колкото повече знаем за поведението на бактериите, толкова по-лесно се борим с тях".

Справка: A heritable iron memory enables decision-making in Escherichia coli; Souvik Bhattacharyya, Nabin Bhattarai, Dylan M. Pfannenstiel  and Rasika M. Harshey et al; Proceedings of the National Academy of Sciences; November 21, 2023
120 (48) e2309082120 https://doi.org/10.1073/pnas.2309082120 

Източник: Bacteria Store Memories and Pass Them on for Generations,  The University of Texas at Austin

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !