مطالعه ای جدید نشان داده است که سطوح آهن باعث شکلگیری نوعی حافظه در باکتریها میشود که رفتار بعدی آنها را هدایت میکند.
به گزارش تکناک، این خاطرات به نسل های آینده منتقل می شود. این کشف کاربردی موثر در پیشگیری از عفونت های باکتریایی و رسیدگی به موضوع مقاومت آنتی بیوتیکی نقش دارد.
حافظه بلند مدت به عنوان مکانی برای ذخیره و بازیابی دانش آموخته شده عمل می کند که به ما امکان می دهد اطلاعات جدید دریافتی را یکپارچه کنیم. اما آیا باکتری های بدون مغز می توانند تجربیات قبلی خود را به خاطر بسپارند؟ و اگر چنین باشد، آیا این به اصطلاح خاطرات می تواند بر رفتار آنها تأثیر بگذارد؟
یک مطالعه جدید به رهبری محققان دانشگاه تگزاس (UT) نشان می دهد که E. coli که یک باکتری بسیار رایج است، بر اساس تجربیات گذشته به محیط خود پاسخ می دهد و نوعی حافظه دارد که تصمیم گیری آنها را هدایت می کند و به نسل های آینده منتقل می شود.
سویک باتاچاریا، نویسنده اصلی این مطالعه 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 کنند و بعداً به سرعت به آنها دسترسی پیدا کنند.
باکتریها به راحتی میتوانند در محیط خود سازگار شوند که این امر باعث بروز نظریهها و آزمایشهایی در مورد این موضوع شده است که آیا آنها قادرند اطلاعاتی را ذخیره کنند که این سازگاری را فراهم میکند.
محققان قبلاً ثابت کرده بودند که تجربه قبلی از حرکت گروهی یعنی حرکت سریع و هماهنگ یک جمعیت باکتریایی در سطوح جامد یا نصف جامد، عملکرد حرکت بعدی را بهبود میبخشد، اما آنها میخواستند بفهمند چرا این اتفاق رخ داد.
پس از انجام بیش از 10000 سنجش ازدحام تک سلولی، آنها کشف کردند که کلید جمع آوری اطلاعات باکتریایی و حافظه، آهن است.
باتاچاریا میگوید: قبل از وجود اکسیژن در جو زمین، زندگی سلولی اولیه از آهن برای بسیاری از فرآیندهای سلولی استفاده میکرد. آهن نه تنها در منشأ حیات، بلکه در تکامل حیات نیز نقش بسیار مهمی دارد. منطقی است که سلول ها از این طریق از آن استفاده کنند.
محققان کشف کردند که حافظه آهن از قبل در سلولهای باکتریایی شناور آزاد وجود داشته و با عمل حرکت گروهی تقویت میشود. سلولهای با آهن کم در حرکت بهتر عمل میکنند، در حالی که سلولهایی که بیوفیلمها(خوشههای متراکم از باکتریهای متصل به یک سطح یا یکدیگر) را تشکیل می دهند، میزان آهن بالایی داشتند. این بیوفیلمهای پوشیده شده با لجن مکانیسمی برای بقا هستند که از باکتریها در برابر سیستم ایمنی میزبان و آنتیبیوتیکها محافظت میکنند.
محققان مشاهده کردند که حافظه آهنی یک سلول مادر، که با پتانسیل حرکت آن مرتبط است، به سلول های دختر نسل چهارم آن منتقل شده است. در حالی که حافظه در نسل هفتم به طور طبیعی از بین رفته بود، دستکاری مصنوعی میزان آهن باعث شد تا مدت زمان بیشتری باقی بماند.
محققان بر اساس یافتههای خود، این نظریه را مطرح کردند که میزان پایین آهن باعث ایجاد خاطرات باکتریایی میشود و باعث میشود که آنها گروههای مهاجرتی سریعی را تشکیل دهند که به دنبال آهن در محیط هستند. وقتی میزان آهن بالا باشد، خاطرات به باکتری ها می گویند که در آن مستقر شوند و یک بیوفیلم ایجاد کنند.
باتاچاریا گفت: میزان آهن هدفی برای درمان است زیرا آهن یک عامل مهم در این عوامل بیماری زاست. هرچه بیشتر در مورد رفتار باکتری ها بدانیم، مبارزه با آنها آسان تر است.
این مطالعه در مجله PNAS منتشر شد.
