当前位置: 华文世界 > 科学

细菌也能记忆研究发现铁元素水平影响细菌行

2024-01-09科学

霍霍没有神经元、突触和神经系统,研究发现细菌可以形成类似记忆的东西。更重要的是,它们可以将这些「记忆」传递给它们的后代,至少可以传递给四代。

我们并不是说细菌会走进记忆的车道,怀念他们比我们更好地开采稀土元素的时光,或者对能够在小鼓上释放的憧憬 - 但它们确实能够根据可用的细胞铁水平形成某种记忆。

首席研究作者Souvik Bhattacharyya在一份声明中表示:「细菌没有大脑,但它们可以从环境中收集信息,如果它们经常遇到这种环境,它们可以存储这些信息,并在以后为自己的利益迅速访问这些信息。」

为了调查,Bhattacharyya和同事研究了模式生物艾希氏菌,发现它们利用铁水平来「记住」某些行为,然后可以在对同样的刺激作出反应时激活这些行为。

细菌具有不同水平的铁,这对它们的细胞代谢非常重要。研究人员发现,铁元素水平较低的细菌更擅长游动 - 这意味着它们更擅长在单一表面聚集并作为一团移动。同时,细胞中铁含量更多的细菌倾向于停留在原地形成生物膜。

看来,一旦经历了初始的游动事件,暴露于细胞铁含量较低的细菌能够比以前更好地群集,好像它们记住了如何做。

研究作者写道:「我们展示……当艾希氏菌遇到一个新的表面时,先前的游动经验将被记住,提高了它未来的游动效率。」

这些基于铁的记忆持续了四代,但在第七代就自然消失了。然而,研究人员发现,通过人为地调节铁水平可以让这些记忆持续更久。

他们推测,这些微生物记忆可能进化为了当铁水平低时,触发游动行为,使细菌能够在环境中寻找铁。另一方面,铁水平高时,它们可以脚踏实地地待在一个地方。

「基于铁的记忆可能提供了连接各种应激反应的中心,例如抗生素生存和生物膜。」研究人员解释道。因此,这些记忆代表了一个值得在我们试图对抗细菌感染和抗生素抵抗力时探索的新途径。

Souvik Bhattacharyya表示:「铁水平绝对是治疗的一个目标,因为铁是致病性的重要因素。」

「最终,我们了解细菌行为的越多,就越容易与它们作斗争。」

这项研究发表在【美国国家科学院院刊】上。