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研究:细菌无脑但会储存记忆并传承好几代

2023年11月18日7:10 未解之谜网

    美国德州大学奥斯汀分校的研究发现,细菌会储存记忆并传承好几代。此为大肠杆菌的示意图。(Shutterstock)

    美国的一项研究显示,尽管细菌没有大脑或神经系统,但它们却可以把何时应该聚集起来以感染人类之类的讯息像记忆一样储存起来,并传承给未来好几代。

    美国德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)在11月21日发表的新闻稿指出,该校研究人员发现,大肠杆菌使用铁的含量来储存有关不同行为的讯息。当它们受到某些刺激时,这些行为就会启动。

    科学家先前观察到,有群集(使用鞭毛在表面上集体移动)经验的细菌可以改善随后的群集表现。为了探求原因,该校研究团队着手进行研究。

    细菌因为没有神经元、突触(两个神经元的相接处)或神经系统,所以任何记忆都无法长久留存。它们比较像是储存在电脑上的讯息。

    主导这项研究的该校分子生物学家巴塔查亚(Souvik Bhattacharyya)说:“细菌没有大脑,但它们可以从环境中收集讯息。如果它们经常遇到这种环境,它们可以储存这些讯息,并在以后迅速取得,使其受益。”

    这一切都与铁有关。铁是地球上最丰富的元素之一。单一和自由漂浮的细菌具有不同含量的铁。科学家发现,铁含量较低的细菌细胞比较会群集。相较之下,形成生物膜的细菌,其细胞中的铁含量很高。这些铁的记忆持续了至少四代,到第七代之前就消失了。

    巴塔查亚说:“在地球大气中有氧气之前,早期的细胞生命利用铁进行许多细胞代谢过程。铁不但对地球生命的起源至关重要,而且在生命的演化上也是如此。细胞会以这种方式运用它是有道理的。”

    研究人员主张说,当铁的含量低时,细菌的记忆会被触发,进而形成迅速移动的迁徙群体,在环境中寻找铁。当铁含量高时,记忆会指示,这种环境是黏附并形成生物膜的好地方。

    巴塔查亚说:“归根结底,我们对细菌的行为了解得越多,就越容易对抗它们。”

    上述研究成果发表于《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)。

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