铁含量引发细菌形成一种"记忆"并世代相传

发布时间: 2023-11-22 12:00:29 来源: 196世界之最 栏目: 奇趣发现 点击: 8

我们的长期记忆是存储和检索所学知识的场所,它使我们能够整合接收到的新信息。但是,无脑细菌能记住它们以前的经历吗?如果能,这些所谓的记忆会影响它们的行为吗?德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研...

我们的长期记忆是存储和检索所学知识的场所,它使我们能够整合接收到的新信息。但是,无脑细菌能记住它们以前的经历吗?如果能,这些所谓的记忆会影响它们的行为吗?德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项新研究表明,大肠杆菌这种非常常见的细菌会根据过去的经验对环境做出反应,表现出一种"记忆"形式,这种记忆会驱动它们做出决策,并传递给后代。

铁含量引发细菌形成一种

大肠杆菌的显微图像。资料来源:美国国立卫生研究院

这项研究的第一作者苏维克-巴塔查里亚(Souvik Bhattacharyya)说:"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,它们就可以储存这些信息,并在日后快速获取这些信息,从而使自己受益。"

细菌可以很容易地适应环境,这就引发了关于细菌是否可以存储信息以实现这种适应性的理论和实验。研究人www.196nk.cn员已经确定,先前的经验--细菌种群在固体或半固体表面的快速、协调运动会提高随后的繁殖性能,但他们想了解为什么会出现这种情况。

在进行了 1 万多次单细胞蜂群试验后,他们发现细菌信息收集和记忆的关键在于铁元素。

巴塔查里亚说:"在地球大气中出现氧气之前,早期的细胞生命利用铁来完成许多细胞过196世界之最程。铁不仅对生命的起源至关重要,而且对生命的进化也至关重要。细胞以这种方式利用铁是合情合理的。"

研究人员发现,"铁记忆"预先存在于自由浮游的细菌细胞中,并通过蜂拥行为得到强化。铁含量低的细胞更善于成群繁殖,而形成生物膜的细胞铁含量则较高,生物膜是指附着在表面上和/或彼此间的密集细菌群。这些被黏液包裹的生物膜是一种生存机制,可以保护细菌免受宿主免疫系统和抗生素的侵害。

铁含量引发细菌形成一种

实验室平板上的细菌群。图片由德克萨斯大学奥斯汀分校提供

他们观察到,母细胞的铁记忆(与其成群潜能相关)会传给第四代子细胞。到第七代时,这种记www.196nk.cn忆自然消失,而人为控制铁含量则能使这种记忆持续www.196nk.cn更长时间。

根据研究结果,研究人员推测,铁含量低会触发细菌记忆,使它们形成快速移动的迁徙群,在环境中寻找铁。当铁含量高时,记忆会告诉细菌定居下来,形成生物膜。

巴塔查里亚说:"铁的含量肯定是治疗的目标,因为铁是毒力的一个重要因素。归根结底,我们对细菌行为了196世界之最解得越多,对付它们就越容易。"

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

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