Bakterije imajo spomin

Bakterije sicer nimajo živčnega sistema oziroma nevronov in sinaps, vendar lahko kljub temu shranjujejo spomine. Še več: ti spomini se lahko prenašajo iz roda v rod. Nova generacija bakterij tako »podeduje« spomine prihodnje. Gre za ugotovitve, ki so bile popisane v študiji, objavljeni v znanstveni reviji Proceedings of the National Academy of Sciences. Raziskovalci verjamejo, da bi lahko te ugotovitve prispevale k učinkovitejšemu preprečevanju in zdravljenju bakterijskih okužb ter pomagale pri spopadanju s t. i. antibiotično rezistenco (odpornost bakterij na antibiotike), ki vse bolj ogroža javno zdravje.

»Spomini« lahko olajšajo dostop do pomembnih informacij

Čeprav nimajo možganov in drugih elementov, ki jih običajno dojemamo kot nujne za tvorjenje spominov, lahko bakterije procesirajo informacije iz svoje okolice in jih – če na določene okoliščine naletijo dovolj pogosto – shranijo. Tako lahko v prihodnje po potrebi hitro dostopajo do teh informacij in jih izkoristijo v svoj prid, kar poveča njihove možnosti za preživetje in širjenje.

Za bakterijski spomin zelo pomembno železo

Avtorji uvodoma omenjene študije so se lotili proučevanja modela dobro znane bakterije Escherichia coli (E. coli). Proučevanje modela je privedlo do ugotovitev, da si bakterije pri »pomnjenju« pogosto pomagajo s količino železa v celicah. Tako si lahko zapomnijo specifične okoliščine. Če kasneje naletijo na isti dražljaj, lahko hitro aktivirajo spomin in ustrezen odziv.

Količina železa pogojuje obnašanje bakterij

Železo je zelo pomembno za celični metabolizem pri bakterijah, pri čemer pa se lahko raven železa v celicah od bakterije do bakterije precej razlikuje. Pri bakterijah, za katere so značilne nižje ravni železa, so raziskovalci opazili izrazitejšo težnjo k povezovanju. Te bakterije se pogosto združijo v večjo gmoto in se nato po površinah premikajo podobno kot nekakšni roji. Po drugi strani pa so bile pri bakterijah z večjo količino železa v celicah opažene bolj individualistične tendence. Zanje ni bilo značilno povezovanje v večje gmote. Bakterije ostajajo ločene, pri čemer pogosto tvorijo biofilme.

PREBERITE TUDI

Kako narediti domačo začimbno mešanico, ki premaga vsako kupljeno?

Bakterij s pridom uporabijo shranjene informacije

Po prvi izkušnji združevanja v večjo gmoto so bile bakterije, ki so bile izpostavljene manjšim količinam celičnega železa, še uspešnejše pri povezovanju – kot bi si zapomnile, kaj morajo narediti. Raziskovalcem je uspelo pokazati, da je lahko predhodna izkušnja s povezovanjem zelo koristna za bakterije E. coli, ki naletijo na novo površino.

Spomin se ohrani najmanj štiri generacije, z intervencijo pa še precej dlje

Na ravni železa temelječ »spomin«, povezan z združevanjem v večje gmote, ni umrl skupaj z bakterijo, ampak se je prenesel na naslednje generacije. Ohranil se je lahko kar štiri generacije, nato pa je začel postopoma bledeti. Praviloma se je do sedme generacije že povsem izgubil, vendar so raziskovalci ugotovili, da lahko s prilagajanjem ravni železa poskrbijo za precej dolgotrajnejšo ohranitev spomina. Domnevajo, da je »mikrobiološki spomin« posledica koristne adaptacije: ko so ravni železa nizke, se začnejo bakterije združevati v večje skupke, kar olajša iskanje železa v okolici. Če je na razpolago dovolj železa, pa lahko bakterije preprosto ostanejo na mestu.

Lahko z uravnavanjem železa zmanjšamo virulenco škodljivih mikroorganizmov?  

Spomin, ki je pogojen s količino razpoložljivega železa, bi lahko pomagal razumeti različne odzive bakterij, vključno z nastajanjem biofilma in razvojem odpornosti na antibiotike. Raziskovalci so prepričani, da gre za področje, ki si zasluži več pozornosti, saj je virulenca, tj. sposobnost povzročitve bolezni, v veliki meri odvisna prav od železa. Kot se zdi, bi lahko torej z optimizacijo količine železa zmanjšali tveganje za okužbe.

Preberite tudi: Nikoli ne bi uganili, kje so znanstveniki odkrili nov antibiotik …