Бактерії створюють спогади та передають їх через покоління
Вчені з Техаського університету виявили, що бактерії можуть формувати «спогади» про свою поведінку та адаптуватися до навколишнього середовища. Важливу роль цьому процесі грає рівень заліза. Бактерії з різним вмістом заліза виявляють різні стратегії виживання, такі як роїння та утворення біоплівок, що може викликати небезпечні інфекції у людей або призводити до стійкості до антибіотиків. Ці відкриття допоможуть у розробці нових підходів до запобігання та лікування бактеріальних інфекцій.
Дослідники виявили, що бактерії кишкової палички використовують рівень заліза як спосіб зберігання інформації про різні форми поведінки. Ці стратегії можуть активуватися у відповідь певні стимули. Вчені намагалися з’ясувати, чому бактерії, які мали досвід роїння (пересування по поверхні колективно за допомогою джгутиків), виявляють покращену продуктивність у наступних роїннях.
У бактерій відсутні нейрони, синапси та нервова система, тому їх спогади не схожі на спогади про події у людей. Те, як вони запам’ятовують інформацію, більше нагадує комп’ютер. Вони можуть збирати інформацію з навколишнього середовища, і якщо вони часто стикаються з цим середовищем, вони зберігають дані і швидко отримують доступ до них пізніше у своїх інтересах.
Дослідники виявили відмінності у вмісті заліза в окремих вільно плаваючих бактерій. Ті бактерії, у яких рівень заліза був низьким, виявляли найкращі здібності до роїння — уміння пересуватися поверхнею колективно. З іншого боку, бактерії, які утворювали біоплівки (щільні та липкі скупчення бактерій на твердих поверхнях), мали високий рівень заліза у клітинах. Бактерії, які мають толерантність до антибіотиків, мали збалансований рівень заліза. Цікаво, що ці «залізні» спогади зберігалися принаймні чотирьох поколінь бактерій і зникали до сьомого покоління.
Залізо — одне із найпоширеніших елементів Землі. До появи кисню в атмосфері раннє клітинне життя використовувало залізо для багатьох процесів. Залізо грає вирішальну роль у зародженні життя Землі, а й у її еволюції.
Дослідники припускають, що коли рівень заліза у навколишньому середовищі низький, у бактерій формуються спогади, які підштовхують їх створювати мігруючі рої та шукати залізо. А при високому рівні заліза довкілля стає оптимальним місцем для утворення біоплівки, що може допомогти бактеріям виживати та розмножуватися.
Таким чином, рівень заліза — важлива мета для розробки терапевтичних підходів, оскільки він відіграє істотну роль у здатності бактерій викликати та розвивати захворювання. Розуміння та вивчення поведінки бактерій допоможе розробити ефективніші стратегії боротьби з бактеріальними інфекціями.
