Bilim adamları, bakterilerin, milyonlarca bakteri tek bir yüzeyde bir araya geldiğinde antibiyotiklere direnç ve bakteri sürüleri gibi insanlarda tehlikeli enfeksiyonlara neden olabilecek stratejilerin ne zaman oluşturulacağına dair anılar gibi bir şey yaratabileceğini keşfettiler. Bakteriyel enfeksiyonları önlemek ve bunlarla mücadele etmek ve antibiyotiğe dirençli bakterileri ele almak için potansiyel uygulamalara sahip olan keşif, bakteri hücrelerinin bu anıları oluşturmak ve sonraki nesiller boyunca yavrularına aktarmak için kullanabilecekleri ortak bir kimyasal elementle ilgilidir.
Austin’deki Texas Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, E. coli bakterilerinin, daha sonra belirli uyaranlara yanıt olarak aktive edilebilecek farklı davranışlar hakkında bilgi depolamanın bir yolu olarak demir seviyelerini kullandığını buldular.
Bulgular Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde yayınlandı.
Bilim adamları daha önce kaynaşma deneyimi olan (flagella kullanarak kolektif olarak bir yüzeyde hareket eden) bakterilerin sonraki kaynaşma performansını iyileştirdiğini gözlemlemişlerdi. UT liderliğindeki araştırma ekibi nedenini öğrenmek için yola çıktı. Bakterilerin nöronları, sinapsları veya sinir sistemleri yoktur, bu nedenle herhangi bir anı çocukluk doğum günü partisinde mum üflemeye benzemez. Daha çok bir bilgisayarda depolanan bilgilere benzerler.
Souvik Bhattacharyya, «Bakterilerin beyinleri yoktur, ancak çevrelerinden bilgi toplayabilirler ve bu çevreyle sık sık karşılaşırlarsa, bu bilgileri depolayabilir ve daha sonra kendi çıkarları için hızlı bir şekilde erişebilirler» dedi. ve Moleküler Biyobilimler Bölümü’nde erken kariyer araştırmacısı UT.
Her şey, dünyadaki en bol elementlerden biri olan demire geri döner. Tekil ve serbest yüzen bakteriler farklı seviyelerde demire sahiptir. Bilim adamları, daha düşük demir seviyelerine sahip bakteri hücrelerinin daha iyi sürüler olduğunu gözlemledi. Buna karşılık, katı yüzeylerde yoğun, yapışkan bakteri paspasları olan biyofilmleri oluşturan bakterilerin hücrelerinde yüksek düzeyde demir vardı. Antibiyotik toleransı olan bakteriler de dengeli demir seviyelerine sahipti. Bu demir hatıralar en az dört nesil devam eder ve yedinci nesilde kaybolur.
«Dünya atmosferinde oksijen olmadan önce, erken hücresel yaşam birçok hücresel süreç için demir kullanıyordu. Demir sadece dünyadaki yaşamın kökeninde değil, aynı zamanda yaşamın evriminde de kritik öneme sahiptir «dedi. «Hücrelerin onu bu şekilde kullanması mantıklı.»
Araştırmacılar, demir seviyeleri düşük olduğunda, çevrede demir aramak için hızlı hareket eden bir göçmen sürüsü oluşturmak üzere bakteri hatıralarının tetiklendiğini teorileştiriyor. Demir seviyeleri yüksek olduğunda, anılar bu ortamın etrafta dolaşmak ve bir biyofilm oluşturmak için iyi bir yer olduğunu gösterir.
Bhattacharyya, «Demir seviyeleri kesinlikle terapötikler için bir hedeftir çünkü demir virülansta önemli bir faktördür» dedi. «Sonuçta, bakteri davranışı hakkında ne kadar çok şey bilirsek, onlarla savaşmak o kadar kolay olur.»
Araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi. Moleküler biyobilimler profesörü ve Mary M. Betzner Morrow Centennial Mikrobiyoloji Kürsüsü Rasika Harshey, makalenin kıdemli ilgili yazarıdır. Araştırmaya Nabin Bhattarai, Dylan M. Pfannenstiel ve Brady Wilkins ile Delaware Üniversitesi’nden Abhyudai Singh de katkıda bulundu.