Μερικά βακτήρια θα μπορούσαν να έχουν μια υποτυπώδη μορφή μνήμης

Όταν σκεφτόμαστε τα βακτήρια, σκεφτόμαστε απλούς μονοκύτταρους οργανισμούς που βασικά υπάρχουν για να καταναλώνουν πόρους και να αναπαράγονται. Δεν σκέφτονται, δεν αισθάνονται, ούτε θυμούνται… ή το κάνουν; Τα βακτήρια δεν έχουν εγκέφαλο, και από όσο γνωρίζουμε, είναι ανίκανα να σκεφτούν. Θα μπορούσαν όμως να αντιδράσουν σε μια εμπειρία και να την ανακαλέσουν αργότερα;

Νέα έρευνα δείχνει ότι ορισμένα βακτήρια θα μπορούσαν να έχουν μια υποτυπώδης μορφή μνήμης των εμπειριών τους στο περιβάλλον. Θα μπορούσαν ακόμη και να περάσουν αυτή τη μνήμη σε γενεές μέσω ενός μοναδικού μηχανισμού. Ας βουτήξουμε στην πιο πρόσφατη έρευνα που διερευνά τι ακριβώς γνωρίζουν τα βακτήρια και πώς τυχαίνει να το γνωρίζουν.

Ήσουν εδώ πριν

Σε μια πρωτοποριακή μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, οι ερευνητές ανακάλυψαν μια εκπληκτική ικανότητα στα βακτήρια: τον σχηματισμό αποκρίσεων που μοιάζουν με μνήμη. Αυτά τα ευρήματα αμφισβήτησαν την κατανόησή μας για τη συμπεριφορά των βακτηρίων και θα μπορούσαν να ανοίξουν νέους δρόμους στη μικροβιακή έρευνα. «Τα βακτήρια δεν έχουν εγκέφαλο, αλλά μπορούν να συλλέξουν πληροφορίες από το περιβάλλον τους, και αν έχουν συναντήσει αυτό το περιβάλλον συχνά, μπορούν να αποθηκεύσουν αυτές τις πληροφορίες και να αποκτήσουν γρήγορα πρόσβαση αργότερα προς όφελός τους», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Souvik Bhattacharyya, ο οποίος μελετά τα αντιβιοτικά. αντίσταση σε βακτηριακά σμήνη.

Η μελέτη επικεντρώθηκε στο Escherichia coli, ένα πρότυπο οργανισμό, για να παρατηρήσει πώς τα βακτήρια ανταποκρίνονται στα περιβαλλοντικά ερεθίσματα. Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι το E. coli μπορεί να αποθηκεύσει αποτελεσματικά δεδομένα προηγούμενων συναντήσεων με συγκεκριμένες συνθήκες. Τα επίπεδα κυτταρικού σιδήρου χρησιμοποιούνται για να «θυμούνται» πρότυπα συμπεριφοράς. Αυτό το φαινόμενο, που περιγράφεται ως μνήμη με βάση το σίδηρο, επιτρέπει στα βακτήρια να αντιδρούν πιο αποτελεσματικά σε γνωστά ερεθίσματα αντλώντας από αυτή τη μνήμη.

Τα βακτήρια, χωρίς νευρώνες και νευρικό σύστημα, χρησιμοποιούν τα επίπεδα σιδήρου ως ένδειξη για να σχηματίσουν αποκρίσεις που μοιάζουν με μνήμη. Τα υψηλά επίπεδα σιδήρου στους μονοκύτταρους οργανισμούς προκαλούν τα βακτήρια να σχηματίζουν βιοφίλμ και να παραμένουν σχετικά ακίνητα. Αντίθετα, τα βακτήρια με χαμηλά επίπεδα σιδήρου τείνουν να υφίστανται μια συμπεριφορά σμήνος, όπου τα βακτήρια κινούνται συλλογικά πάνω από μια επιφάνεια. Είναι αξιοσημείωτο ότι μόλις εκτεθούν σε χαμηλά επίπεδα σιδήρου και ένα αρχικό συμβάν σμήνος, τα βακτήρια φαίνονται ικανά να «ανακαλέσουν» αυτή την κατάσταση στο μέλλον. Όταν τέθηκαν ξανά σε παρόμοια κατάσταση, αυτά τα βακτήρια έδειξαν βελτιωμένη ικανότητα σμηνουργίας, σαν να είχαν θυμηθεί πώς από την προηγούμενη συνάντησή τους.

Φυσικά, πρέπει να σημειωθεί ότι τα βακτήρια δεν έχουν τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Ωστόσο, η μνήμη με βάση το σίδερο μπορεί να περάσει από γενιά σε γενιά. Δεν είναι μόνιμο, αλλά μπορεί να διαρκέσει έως και τέσσερις γενιές. Έχουν εξαλειφθεί εντελώς φυσικά από την έβδομη γενιά. Ο τεχνητός χειρισμός των επιπέδων σιδήρου μπορεί να παρατείνει αυτή τη διάρκεια, υποδηλώνοντας μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ περιβαλλοντικών παραγόντων και βακτηριακής συμπεριφοράς.

Η τρέχουσα θεωρία εργασίας είναι ότι τα βακτήρια είναι προετοιμασμένα για να σωρεύσουν σε περιβάλλοντα χαμηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο, ώστε να μπορούν να αναζητήσουν περισσότερο σίδηρο για να συντηρηθούν. Σε ένα περιβάλλον με υψηλή περιεκτικότητα σιδήρου, δεν χρειάζεται να σπαταλήσετε ενέργεια μετακινώντας, επομένως το να παραμένετε ακίνητο σε ένα βιοφίλμ είναι πιο λογικό να χρησιμοποιείτε τους διαθέσιμους πόρους που υπάρχουν ήδη.

Αυτή η έρευνα έχει σημαντικές επιπτώσεις στην καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων και της αντοχής στα αντιβιοτικά. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα βακτήρια θυμούνται και αντιδρούν σε στρεσογόνους παράγοντες όπως η έκθεση σε αντιβιοτικά θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές θεραπευτικές στρατηγικές. Τα επίπεδα σιδήρου, ειδικότερα, θα μπορούσαν να αποτελέσουν στόχο για νέες θεραπείες, καθώς διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη βακτηριακή μολυσματικότητα, σύμφωνα με τον Bhattacharyya.

Η ανακάλυψη μιας στοιχειώδους μορφής μνήμης στα βακτήρια είναι ένα σημαντικό κέρδος στον τομέα της μικροβιολογίας. Υπογραμμίζει ότι αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι πολύ πιο εξελιγμένοι από ό,τι θα μπορούσαμε διαφορετικά να φανταστούμε. Υπογραμμίζει επίσης την ανάγκη για συνεχή έρευνα για την κατανόηση των βακτηριακών συμπεριφορών. Αυτή η γνώση είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για την καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων και την αντιμετώπιση της αντοχής στα αντιβιοτικά. Αυτά τα προβλήματα δεν θα εξαφανιστούν σύντομα. Οποιαδήποτε έρευνα μπορεί να μας διαφωτίσει περαιτέρω ως προς τα μυστικά της βακτηριακής συμπεριφοράς θα μπορούσε να έχει μεγάλη αξία για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων.

Επιλεγμένη εικόνα: "Diverse e Coli" από [Ματτόσαυρος]

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://hackaday.com/2023/12/12/some-bacteria-could-have-a-rudimentary-form-of-memory/