Kolektywna pamięć bakterii

Poszczególne komórki bakteryjne mają  pamięć krótkotrwałą. Jednak grupy bakterii mogą  rozwijać pamięć zbiorową, która zwiększa ich odporność na stres. To właśnie zostało wykazane doświadczalnie, po raz pierwszy w badaniach przeprowadzonych przez naukowców z instytutów Eawag i ETH w Zurychu.

Bakterie wystawione na umiarkowane stężeniu soli są w stanie przetrwać później wyższe stężenie w przeciwieństwie do bakterii, które nie zostały przygotowane. Możnaby to było traktować jako uodpornienie bakterii na sól jednak w przypadku pojedynczych komórek efekt ten jest krótkotrwały: już po 30 minutach, przeżywalność w dużym stężeniu soli nie zależy od wcześniejszej ekspozycji na sól.

Teraz dwaj mikrobiolodzy Roland Mathis i Martin Ackermann, donoszą o swym nowym odkryciu dokonanym podczas badań mikroskopowych bakterii wszechobecnych w wodzie słodkiej i morskiej a mianowicie Caulobacter crescentus.

Gdy obserwuje się całą populację, a nie pojedyncze komórki, wśród bakterii pojawia się rodzaj zbiorowej pamięci. W populacjach narażonych na groźny dla nich czynnik, wskaźniki przeżycia powtórnej ekspozycji na ten sam czynnik w ciągu dwóch godzin po pierwszym – sygnale ostrzegawczym – są wyższe, niż w populacjach wcześniej nienarażonych na niebezpieczeństwo. Wykorzystując modelowanie numeryczne, naukowcy wyjaśnili to zjawisko jak kombinację dwóch czynników. Po pierwsze, podwyższone stężenie soli powoduje opóźnienie podziału komórkowego, a to w większej populacji prowadzi do synchronizacji cykli komórkowych. Po drugie, prawdopodobieństwo przeżycia zależy od od stanu poszczególnych komórek bakteryjnych w ich cyklu komórkowym, w czasie drugiej ekspozycji. Ponieważ w wyniku synchronizacji cyklów komórkowcyh, wszystkie komorki dzielą się mniej więcej w tym samym czasie, to również ich wrażliwość na stężenie soli jest podobna i zmienia się tak samo w czasie. Widać więc, że wcześniej „ostrzeżone”  populacje stają się zschynchronizowane i jeśli powtórna próba przypadnie na okres większej tolerancji na sól, to przeżywa prawie cała populacja. Może się jednak zdarzyć, że powtórne zasolenie zwiększy się w chwili, gdy wszystkie komórki znajdą się się w stanie małej odporności i wtedy oczywiście przeżywalność populacji dramatycznie spadnie.

Jeden z badaczy – Martin Ackermann stwierdza zbiorowa synchronizacja cyklu życiowego bakterii może poprawić naszą zdolność do kontrolowania populacji bakteryjnych a tym samym na przykład poprawy działania antybiotyków,  wydajności kultur bakteryjnych w procesach przemysłowych lub w oczyszczalniach ścieków a ogólnie wszędzie tam, gdzie bakterie odgrywają kluczową rolę w procesach biologicznych a nawet – geochemicznych.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz