یک مطالعه جدید نشان داد که باکتری های بدون مغز ممکن است حافظه ای از تجربیات قبلی داشته باشند و در کمال تعجب، این حافظه در چند نسل منتقل می شود. در حالی که انسان ها در طول سال ها خاطرات بی شماری را جمع آوری می کنند، خاطرات باکتریایی به عوامل خاصی مانند سطح آهن محدود می شود. این به سازگاری باکتری ها با محیط اطراف کمک می کند.
به گفته محققان دانشگاه تگزاس (UT) در آستین، E. coli یک سیستم بیولوژیکی طبیعی ایجاد کرده است که در آن سطوح آهن به عنوان یک محرک عمل می کند و در نتیجه نوعی حافظه در باکتری ها ایجاد می شود که رفتار آن ها را تنظیم می کند.
طبق بیانیه مطبوعاتی، این یافته ها ممکن است در کاهش عفونت های باکتریایی و مبارزه با مشکل رو به رشد مقاومت آنتی بیوتیکی مفید باشد.
حافظه باکتری ها به شکل آهن
دانشمندان نشان دادند که باکتری E. coli از سطوح آهن برای حفظ اطلاعات در مورد رفتارهای مختلف استفاده می کند. در پاسخ به محرک های خاص، می توان این دانش ذخیره شده را تحریک و فعال کرد.
سوویک باتاچاریا، نویسنده اصلی و یکی از همکاران حرفه ای اولیه در بخش علوم زیستی مولکولی در UT گفت: “باکتری ها مغز ندارند، اما می توانند اطلاعات را از محیط خود جمع آوری کنند و اگر به طور مکرر با آن محیط مواجه شده باشند، می توانند آن اطلاعات را ذخیره کرده و بعداً به سرعت به آنها دسترسی پیدا کنند.”
این خاطرات مبتنی بر آهن ممکن است باکتری ها را در تعیین زمان اتخاذ استراتژی هایی که برای سلامتی انسان خطر آفرین هستند، راهنمایی کنند. این استراتژی ها شامل ایجاد مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها و تشکیل گروه های باکتریایی است که در آن میلیون ها باکتری روی یک سطح جمع می شوند.
10000 سنجش ازدحام تک سلولی
در این مطالعه، آنها بیش از 10000 سنجش ازدحام تک سلولی انجام دادند و دریافتند که سلول ها حافظه را در پوشش سطوح آهن سلولی ذخیره میکنند.
مشخص شد که باکتری های منفرد که به طور مستقل وجود داشتند دارای سطوح مختلف آهن بودند.
مشاهدات نشان داد که سلول های باکتریایی با سطوح آهن پایین تر قابلیت های افزایش یافته ازدحام را نشان میدهند. از سوی دیگر، باکتری های تشکیل دهنده بیوفیلم، که لایه های باکتریایی متراکم و چسبنده روی سطوح جامد هستند، سطوح آهن بالاتری را در سلول های خود نشان دادند.
باکتری هایی با تحمل آنتی بیوتیک کشف شدند که دارای سطوح آهن متعادل هستند. قابل توجه است که این رفتارهای مرتبط با آهن حداقل برای چهار نسل ادامه داشت تا اینکه در نسل هفتم ناپدید شد، که نشان میدهد این «خاطرات آهنی» در رفتار باکتری ها جنبه زمانی دارند.
سوویک باتاچاریا افزود: “قبل از اینکه اکسیژن در جو زمین وجود داشته باشد، زندگی سلولی اولیه از آهن برای بسیاری از فرآیندهای سلولی استفاده می کرد. آهن نه تنها در پیدایش حیات بر روی زمین بلکه در تکامل حیات نیز حیاتی است. منطقی است که سلول ها از این طریق از آن استفاده کنند.”
محققان نظریه ای را ارائه میکنند که نشان میدهد وقتی سطح آهن پایین است، حافظه های باکتری فعال میشوند و باعث میشود که یک گروه مهاجر به سرعت در حال حرکت برای جستجوی آهن در محیط اطراف تشکیل شود. با این حال، زمانی که سطح آهن بالا باشد، باکتری ها یک بیوفیلم ایجاد می کنند، زیرا محیط برای ماندن مناسب است.
سوویک باتاچاریا نتیجه گرفت: “سطح آهن قطعاً هدفی برای درمان است. زیرا آهن یک عامل مهم در بیماری زایی است. در نهایت، هرچه بیشتر در مورد رفتار باکتری ها بدانیم، مبارزه با آن ها آسان تر است.”
