德克萨斯大学的研究人员发现，细菌，特别是大肠杆菌，利用铁含量来储存和回忆有关群集和形成生物膜等行为的信息。这种类似于一种记忆形式的能力，可能会带来对抗细菌感染和抗生素耐药性的新方法。
科学家发现，细菌可以形成类似记忆的机制，为导致人类危险感染的策略提供信息。这些策略包括抗生素耐药性和细菌群的形成，数百万细菌聚集在一个表面上。
这一发现对预防和治疗细菌感染具有重要意义，特别是那些涉及耐抗生素菌株的细菌感染。这个过程涉及到一种常见的化学元素，细菌细胞利用这种化学元素来创造并将这些“记忆”传递给后代。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现，大肠杆菌利用铁含量来储存有关不同行为的信息，这些信息可以在受到某些刺激时被激活。
研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
科学家们先前观察到，先前有过群居经历的细菌(利用鞭毛在表面上集体移动)提高了随后的群居表现。德克萨斯大学领导的研究小组开始研究其中的原因。
实验室盘子上的细菌群。资料来源:德克萨斯大学奥斯汀分校
细菌没有神经元、突触或神经系统，所以任何记忆都不像在童年生日派对上吹灭蜡烛那样。它们更像是存储在计算机上的信息。
“细菌没有大脑，但它们可以从环境中收集信息，如果它们经常遇到这种环境，它们可以存储这些信息，并在以后迅速获取这些信息，以造福自己，”该研究的主要作者、UT分子生物科学系的教务长苏维克·巴塔查里亚(Souvik Bhattacharyya)说。
这一切都要追溯到铁，地球上最丰富的元素之一。单一的和自由漂浮的细菌含有不同水平的铁。科学家们观察到，铁含量较低的细菌细胞更容易聚集。相比之下，那些在固体表面形成生物膜的细菌，它们的细胞中含有高水平的铁。具有抗生素耐受性的细菌也有平衡的铁含量。这些铁一般的记忆至少会持续四代，到第七代就会消失。
“在地球大气中有氧气之前，早期的细胞生命利用铁来进行许多细胞过程。铁不仅对地球生命的起源至关重要，而且对生命的进化也至关重要。”“细胞以这种方式利用它是有道理的。”
显微镜下的细菌群视频。资料来源:德克萨斯大学奥斯汀分校
研究人员推测，当铁含量低时，细菌的记忆会被触发，形成一个快速移动的迁徙群，在环境中寻找铁。当铁含量高时，记忆表明这个环境是一个停留和形成生物膜的好地方。
巴塔查里亚说:“铁水平绝对是治疗的目标，因为铁是毒性的重要因素。”“最终，我们对细菌的行为了解得越多，就越容易对抗它们。”
参考文献:“可遗传的铁记忆使大肠杆菌的决策成为可能”，作者:Souvik Bhattacharyya, Nabin Bhattarai, Dylan M. Pfannenstiel, Brady Wilkins, Abhyudai Singh和Rasika M. Harshey, 2023年11月21日，美国国家科学院院刊。DOI: 10.1073 / pnas.2309082120
这项研究由美国国立卫生研究院资助。Rasika Harshey是分子生物科学教授和Mary M. Betzner Morrow微生物学百年主席，是该论文的高级通讯作者。Nabin Bhattarai, Dylan M. Pfannenstiel和Brady Wilkins以及特拉华大学的Abhyudai Singh也参与了这项研究。分享推特reddit电子邮件分享
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