Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Memori kolektif yang ditemui dalam bakteria

Anonim

Sel bakteria individu mempunyai kenangan pendek. Tetapi kumpulan bakteria boleh membentuk ingatan kolektif yang dapat meningkatkan toleransi mereka terhadap stres. Ini telah ditunjukkan secara eksperimen buat kali pertama dalam kajian oleh saintis Eawag dan ETH Zurich yang diterbitkan di PNAS.

iklan


Bakteria yang terdedah kepada kepekatan garam yang sederhana dapat mengekalkan pendedahan seterusnya kepada kepekatan yang lebih tinggi daripada jika tidak ada peristiwa amaran. Tetapi dalam sel-sel individu kesan ini adalah jangka pendek: selepas hanya 30 minit, kadar kelangsungan hidup tidak lagi bergantung pada sejarah pendedahan. Sekarang dua ahli mikrobiologi Eawag / ETH Zurich, Roland Mathis dan Martin Ackermann, telah melaporkan penemuan baru yang dibuat di bawah mikroskop dengan Caulobacter crescentus, bakteria di mana-mana di air tawar dan air laut.

Apabila keseluruhan populasi diperhatikan, bukannya sel individu, bakteria muncul untuk membentuk sejenis kenangan kolektif. Dalam populasi yang terdedah kepada peristiwa amaran, kadar survival pada pendedahan kedua dua jam selepas amaran lebih tinggi daripada populasi yang tidak terdedah sebelumnya. Menggunakan pemodelan komputasi, para saintis menjelaskan fenomena ini dari segi gabungan dua faktor. Pertama, tekanan garam menyebabkan kelewatan dalam pembahagian sel, yang membawa kepada penyegerakan kitaran sel; Kedua, kebarangkalian survival bergantung kepada kedudukan sel bakteria individu dalam kitaran sel pada masa pendedahan kedua. Hasil daripada penyegerakan kitaran sel, sensitiviti penduduk berubah dari masa ke masa. Penduduk terdedah sebelum ini mungkin lebih toleran terhadap peristiwa tekanan masa depan, tetapi kadang-kadang mereka lebih sensitif daripada populasi tanpa pendedahan terdahulu.

Martin Ackermann berkomentar: "Sekiranya kita memahami kesan kolektif ini, ia dapat meningkatkan keupayaan kita untuk mengawal populasi bakteria." Sebagai contohnya, penemuan adalah relevan untuk pemahaman kita tentang bagaimana patogen dapat menentang antibiotik, atau bagaimana prestasi kultur bakteria dalam proses perindustrian atau tumbuh-tumbuhan rawatan air buangan boleh dikekalkan di bawah keadaan dinamik. Lagipun, bakteria memainkan peranan penting dalam hampir semua proses bio-dan geokimia. Dari perspektif manusia, bergantung kepada proses tertentu, mereka sama ada bermanfaat - contohnya jika mereka memecahkan pencemaran atau menukar nutrien menjadi tenaga - atau berbahaya, terutama jika mereka menyebabkan penyakit. Bagi para penyelidik, kata Mathis, satu lagi kesimpulan penting boleh diambil: "Jika anda ingin memahami tingkah laku dan nasib populasi mikrob, kadang-kadang perlu untuk menganalisis setiap sel tunggal."

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh EAWAG: Institut Sains dan Teknologi Akuatik Persekutuan Switzerland . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Roland Mathis, Martin Ackermann. Respons terhadap sel bakteria tunggal kepada stres menimbulkan pergantungan sejarah yang rumit di peringkat penduduk . PNAS, 7 Mac 2016 DOI: 10.1073 / pnas.1511509113