Bacteriën kunnen herinneringen opslaan en generaties lang doorgeven: ScienceAlert

Een eencellig organisme zonder noemenswaardige hersenen of zenuwstelsel kan volgens nieuw onderzoek nog steeds herinneringen vormen en die herinneringen doorgeven aan toekomstige generaties.

Bacteriën verspreiden zich overal, Escherichia coli, Hij is Eén van de best bestudeerde levensvormen Op aarde ontdekken wetenschappers nog steeds onverwachte manieren waarop de ziekte kan overleven en zich kan verspreiden.

Onderzoekers van de Universiteit van Texas en de Universiteit van Delaware hebben nu een potentieel geheugensysteem ontdekt dat dit mogelijk maakt coli bacteriën “Herinner” ervaringen uit het verleden urenlang en generaties later.

Het team zegt dat dit type bacterieel geheugen, voor zover zij weten, nog niet eerder is ontdekt.

Het is duidelijk dat het geheugen waar wetenschappers het in dit geval over hebben niet hetzelfde is als het bewuste menselijke geheugen.

Het fenomeen van bacterieel geheugen in plaats daarvan Beschrijven Hoe informatie uit ervaringen uit het verleden de huidige besluitvorming beïnvloedt.

“Bacteriën hebben geen hersenen, maar ze kunnen informatie uit hun omgeving verzamelen, en als ze die omgeving herhaaldelijk tegenkomen, kunnen ze die informatie opslaan en er later snel toegang toe krijgen, voor hun eigen voordeel.” Hij legt uit Hoofdonderzoeker is moleculair bioloog Souvik Bhattacharya van de Universiteit van Texas.

De bevindingen van Bhattacharyya en hun team zijn gebaseerd op sterke correlaties uit meer dan 10.000 bacteriële ‘zwermtests’.

Deze experimenten waren een test om te zien of… coli bacteriën De cellen op één plaat zullen samenklonteren en één enkele migrerende massa vormen die met dezelfde motor beweegt. Dit gedrag geeft doorgaans aan dat cellen samenkomen om efficiënt naar een geschikte omgeving te zoeken.

Aan de andere kant wanneer coli bacteriën De cellen clusteren samen en vormen een kleverige biofilm, wat hun manier is om een ​​voedingsoppervlak te koloniseren.

In voorlopige experimenten onthulden onderzoekers coli bacteriën De cellen werden blootgesteld aan verschillende omgevingsfactoren om erachter te komen welke omstandigheden ervoor zorgden dat ze sneller gingen zwermen.

Uiteindelijk ontdekte het team dat intracellulair ijzer de sterkste voorspeller was van de vraag of bacteriën zich verplaatsten of bleven zitten.

Lagere niveaus van ijzer gingen gepaard met snellere en efficiëntere mobilisatie, terwijl hogere niveaus leidden tot een meer sedentaire levensstijl.

Onder de eerste generatie coli bacteriën cellen lijkt dit een intuïtieve reactie te zijn. Maar nadat ze slechts één zwermgebeurtenis hadden meegemaakt, waren cellen die later in hun leven lagere ijzerniveaus ervoeren, sneller en efficiënter in het zwermen dan voorheen.

Bovendien wordt dit ‘ijzeren’ geheugen doorgegeven aan ten minste vier opeenvolgende generaties dochtercellen, die worden gevormd door de deling van de moedercel in twee nieuwe cellen.

Bij de zevende generatie dochtercellen gaat dat ijzergeheugen op natuurlijke wijze verloren, hoewel het kan worden hersteld als wetenschappers het kunstmatig verbeteren.

De auteurs van het onderzoek hebben het moleculaire mechanisme achter dit potentiële geheugensysteem of de erfelijkheid ervan nog niet vastgesteld, maar de sterke associatie tussen intracellulair ijzer en zwermgedrag tussen generaties suggereert dat er een niveau van voortdurende conditionering in het spel is.

Hoewel bekend is dat genetica een rol speelt bij… Het passeren van “herinnerde” biologische instellingen. Over generaties heen coli bacteriën Door de ‘aan’ en ‘uit’ instellingen van specifieke genen te reguleren, denken de onderzoekers dat de korte duur van de erfelijkheid betekent dat dit hier niet het onderliggende mechanisme is.

IJzer wordt geassocieerd met meerdere stressreacties bij bacteriën. Dat er een intergenerationeel geheugensysteem omheen is gevormd, is evolutionair gezien heel logisch.

Op ijzer gebaseerd geheugensysteem kan helpen coli bacteriën Aanpassing aan slechte omgevingsomstandigheden of antibiotica.

Een coli bacteriën De cel kan Binnen een half uur verdubbeldHet vermogen om dergelijk geheugen over te dragen naar dochtercellen kan dus ook nuttig zijn in langzaam veranderende omgevingen.

“Voordat er zuurstof in de atmosfeer van de aarde zat, gebruikte het vroege cellulaire leven ijzer voor veel cellulaire processen.” Hij zegt Bhattacharya.

“IJzer is niet alleen belangrijk bij het ontstaan ​​van het leven op aarde, maar ook bij de evolutie van het leven. Het is logisch dat cellen het op deze manier gebruiken.”

‘Uiteindelijk,’ zei Bhattacharya Hij concludeert, “Hoe meer we weten over het gedrag van bacteriën, hoe makkelijker het is om ze te bestrijden.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Met mensen.