Кишкові палички показали у дослідах, що можуть зберігати інформацію про минулий досвід та передавати її крізь кілька поколінь, визначаючи поведінку нащадків. Така свого роду пам'ять забезпечується різними рівнями заліза у клітинах кишкової палички, і вона може допомогти знайти ефективні методи боротьби з небезпечними збудниками. На це вказують досліди американських науковців у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Роїння бактерій. Техаський університет в Остіні
Як помітили у бактерій пам'ять?
Натяки на те, що бактерії можуть зберігати інформацію про умови довкілля та реакцію на них, давали ще результати попередніх досліджень. Тоді вчені звернули увагу, що бактерії, які раніше демонстрували роїння — рух поверхнею як спільна маса для пошуків джерела поживи — з часом покращували своє вміння. Наявність будь-якої форми пам'яті може мати важливе значення, коли мова йде про патогенні види бактерій. І краще розуміння явища могло б допомогти ефективніше боротися з інфекціями та протидіяти їм. Між тим, бактерії складаються з єдиної клітини і не мають нейронів чи нервової системи, яка б могла кодувати спогади, тому науковці Техаського університету в Остіні та Делаварського університету взялися уточнити механізм бактеріальної пам'яті.
Як пов'язане з пам'яттю бактерій залізо?
Вчені провели 10 000 спостережень роїння у кишкових паличок (Escherichia coli) та помітили, що бактерії, які вже брали участь у роїнні, з більшою ймовірністю поводитимуться так і далі. А коли їхні нащадки стикалися з низьким рівнем заліза надалі, то ще швидше й ефективніше роїлися. Пам'ять про цю поведінку зберігалася принаймні протягом чотирьох поколінь, після чого починала згасати і зникала до сьомого покоління.
З'ясувалося, що ця пам'ять обумовлена вмістом заліза у бактеріях. У поодиноких бактерій відрізняється рівень цього елемента всередині клітини, і ті кишкові палички, у яких його менше, були більш схильні роїтися. Тоді як бактерії із вищим рівнем заліза були схильні формувати біоплівки — щільні, липкі шари на поверхні.
Біоплівка бактерій. Техаський університет в Остіні
Поки що точний механізм бактеріальної пам'яті залишається невідомим, але науковці вважають, що поведінка зумовлена важливістю заліза у клітинному метаболізмі. Низький рівень заліза, ймовірно, провокує бактерій до роїння, оскільки дозволяє пересуватися й віднайти багатше на потрібні елементи середовище. Водночас за високого рівня заліза середовище видається бактеріям достатньо сприятливим для формування статичної біоплівки. Зважаючи на те, що залізо також є важливим фактором хвороботворності бактерій, нові знання про залежність від нього поведінки можуть допомогти краще лікувати інфекції через націлення на залізо.
- У слизовиків, які по суті є однією велетенською клітиною, теж виявили своєрідну пам'ять. Вони кодують у своїй внутрішній будові спогади про розташування їжі.