Všadeprítomná baktéria Escherichia coli (E. coli) je jednou z najlepšie preštudovaných foriem života na Zemi, a napriek tomu vedci stále objavujú nečakané spôsoby jej prežitia a šírenia.
Výskumníci z University of Texas a University of Delaware teraz odhalili potenciálny pamäťový systém, ktorý umožňuje E. coli „zapamätať si“ minulé skúsenosti na niekoľko hodín a následne ich predať ďalším generáciám.
Bakteriálna pamäť
Tím hovorí, že podľa ich vedomostí tento druh bakteriálnej pamäte ešte nebol objavený. Je samozrejme zrejmé, že pamäť, o ktorej vedci v tomto prípade hovoria, nie je totožná s tou ľudskou.
Fenomén bakteriálnej pamäte namiesto toho opisuje, ako informácie z minulých skúseností ovplyvňujú súčasné rozhodovanie. „Baktérie nemajú mozgy, ale môžu zbierať informácie zo svojho prostredia, a ak sa s týmto prostredím stretávali často, môžu si tieto informácie uložiť a rýchlo k nim pristupovať neskôr pre svoj prospech,“ vysvetľuje vedúci výskumník a molekulárny biovedec Souvik Bhattacharyya.
Zistenia Bhattacharyya a jeho tímu sú založené na silných asociáciách z viac ako 10 000 testov bakteriálneho "rojenia".
Pri týchto experimentoch sa testovalo, či sa bunky E. coli v uzavretom priestore budú rojiť do jednej migrujúcej masy, ktorá sa pohybuje rovnakým semrom. Takéto správanie vo všeobecnosti naznačuje, že bunky sa zgrupujú, aby efektívne vyhľadali vhodné prostredie.
Experiment
V prvotných experimentoch výskumníci vystavili bunky E. coli niekoľkým rôznym faktorom prostredia, aby zistili, ktoré podmienky vyvolávajú rojenie najrýchlejšie.
Nakoniec tím zistil, že vnútrobunkové železo bolo najsilnejším prediktorom toho, či sa baktérie pohybovali alebo zostali. Nízke hladiny železa boli spojené s rýchlejším a efektívnejším rojením, zatiaľ čo vyššie hladiny viedli k menej aktívnemu a spokojnejšiemu správaniu.
Medzi bunkami prvej generácie E. coli sa zdalo, že ide o intuitívnu odpoveď. Ale po tom, čo zažili len jednu udalosť rojenia, bunky, ktoré mali neskôr v živote nízke hladiny železa, boli pri rojení ešte rýchlejšie a aktívnejšie ako predtým.
Medzi bunkami E. coli prvej generácie sa to zdalo byť intuitívnou reakciou. Ale po zažití len jedného rojenia boli bunky, ktoré zažili nízku hladinu železa neskôr, ešte rýchlejšie a efektívnejšie v rojení ako predtým.
A čo viac, táto "železná" pamäť sa preniesla na najmenej štyri po sebe nasledujúce generácie dcérskych buniek, ktoré vznikajú rozdelením materskej bunky na dve nové.
V siedmej generácii dcérskych buniek sa táto železná pamäť prirodzene stratila – hoci by sa dala znovu získať, keby ju vedci umelo posilnili.
Autori štúdie ešte musia identifikovať molekulárny mechanizmus za potenciálnym pamäťovým systémom alebo jeho dedičnosťou, ale silné spojenie medzi železom a medzigeneračným rojením naznačuje, že v hre je úroveň pretrvávajúcej pamäti.
„Predtým, ako bol v zemskej atmosfére kyslík, raný bunkový život využíval železo na množstvo bunkových procesov,“ hovorí Bhattacharyya. „Železo je rozhodujúce nielen pre vznik života na Zemi, ale aj pre evolúciu života. Je logické, že bunky ho využívajú týmto spôsobom,“ vysvetľuje vedec. „V konečnom dôsledku, čím viac vieme o správaní baktérií, tým ľahšie je s nimi bojovať,“ uzatvára Bhattacharyya.