مکانیسم حافظه مبتنی بر آهن در باکتری ها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، دانشمندان مکانیسم حافظه مبتنی بر آهن را در باکتری ها کشف کردند.

دانشمندان کشف کرده اند که باکتری ها می توانند چیزی شبیه خاطرات در مورد زمان ایجاد استراتژی هایی ایجاد کنند که می تواند باعث ایجاد عفونت های خطرناک در افراد شود، مانند مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها و ازدحام باکتری ها وقتی میلیون ها باکتری روی یک سطح جمع می شوند. کشفی که کاربردهای بالقوه ای برای پیشگیری و مبارزه با عفونت های باکتریایی و مقابله با باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک دارد - به یک عنصر شیمیایی رایج مربوط می شود که سلول های باکتریایی می توانند از آن برای تشکیل و انتقال این خاطرات به فرزندان خود در نسل های بعدی استفاده کنند.

محققان دانشگاه تگزاس در آستین دریافتند که باکتری E. coli از سطوح آهن به عنوان راهی برای ذخیره اطلاعات در مورد رفتارهای مختلف استفاده می کند که می تواند در پاسخ به محرک های خاص فعال شود.

این یافته ها در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

دانشمندان قبلاً مشاهده کرده بودند که باکتری هایی که تجربه قبلی ازدحام کردن (حرکت روی یک سطح به صورت دسته جمعی با استفاده از تاژک) داشتند، عملکرد ازدحام بعدی را بهبود می بخشند. تیم تحقیقاتی تحت رهبری UT تصمیم گرفت تا دلیل آن را بیاموزد. باکتری ها نورون، سیناپس یا سیستم عصبی ندارند، بنابراین هیچ خاطره ای مانند خاطرات فوت کردن شمع در جشن تولد کودکی نیست. آنها بیشتر شبیه اطلاعات ذخیره شده در رایانه هستند.

همه اینها به آهن باز می گردد، یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین. باکتری های منفرد و شناور آزاد دارای سطوح مختلف آهن هستند. دانشمندان مشاهده کردند که سلول های باکتریایی با سطوح آهن پایین تر ازدحام بهتری دارند. در مقابل، باکتری هایی که بیوفیلم ها، تشک های چسبنده و متراکم از باکتری ها را روی سطوح جامد تشکیل می دادند، سطوح بالایی از آهن در سلول های خود داشتند. باکتری های دارای تحمل آنتی بیوتیک نیز دارای سطوح متعادل آهن بودند. این خاطرات آهنین حداقل برای چهار نسل باقی می مانند و تا نسل هفتم ناپدید می شوند.

بهاتاچاریا می گوید: قبل از وجود اکسیژن در جو زمین، زندگی سلولی اولیه از آهن برای بسیاری از فرآیندهای سلولی استفاده می کرد. آهن نه تنها در منشا حیات روی زمین، بلکه در تکامل حیات نیز مهم است.منطقی است که سلول ها از این روش استفاده کنند.

محققان بر این باورند که وقتی سطح آهن پایین است، حافظه های باکتریایی تحریک می شوند تا یک گروه مهاجر سریعاً در حال حرکت را برای جستجوی آهن در محیط تشکیل دهند. وقتی سطح آهن بالا باشد، خاطرات نشان می دهند که این محیط مکان خوبی برای چسبیدن به اطراف و تشکیل یک بیوفیلم است.

Bhattacharyya گفت: میزان آهن قطعاً هدفی برای درمان است زیرا آهن یک عامل مهم در بیماریزایی است. در نهایت، هرچه بیشتر در مورد رفتار باکتری ها بدانیم، مبارزه با آنها آسان تر است.