TLDR: Rozdílné hodnoty železa způsobují u bakterií proměny chování trvající vícero generací. Nová studie to demonstrovala na 10 000 testech. Studie hír.

Bakterky E.coli jsou v biologickém výzkumu (a potravinářské nebezpečnosti) takové všeumělové. Díky tomu, že se na nich páchají nejrůznější pokusy, o jejich fungování víme fakt hodně – a přesto dovedou na vědecké frontě překvapit! V nové studii se jim to podařilo objevem principu předávání si vzpomínek z jedné generace bakterek na druhou! A to byť bakterky postrádají jakoukoliv nervovou složitost…

Vzpomínky bez mozku

Ačkoliv E.coli postrádají jakoukoli podobu vědomé paměti podobné té lidské, vykazují podle vědátorů Texaské univerzity a Delawarské univerzity odlišný paměťový systém. Tým pracující pod bičem Souvika Bhattacharyye to vyštudoval na víc jak 10 000 bakteriálních testech, kde odhalil zvláštní paměťovou vlastnost, která dosud nebyla v bakteriální říši pozorována.

To neznamená, že jde o vzpomínky, jak si je představujete vy nebo já. Bakterky sice nemají mozek, ale i v jejich případě nějak aktuální dění/aktuální prostředí ovlivňuje složení jejich organismu – a to se podepisuje na jejich rozhodnutích v budoucnu. Vzpomínkami proto v nynějším myslíme právě tohle „vepsání do těla“.

Mohli byste namítnout, že je to definice hodně vágní – ultimátní vzpomínkou je totiž v této definici smrt, protože ta již nadobro ovlivní, jak se budete potýkat s riziky – jelikož v případě bakterií ale tušíme nějaký biochemický mechanismus ukládání jejich budoucích instinktivních reakcí, jde rozhodně o alternativní vzpomínky jako takové. Ostatně i naše vzpomínky mají v mozku fyzickou formu uvnitř neuronů/v jejich spojích. 

A uvnitř buněk… má tato paměť možná formu železnou!

Železná paměť

Vědátoři v nynějším pokusu každopádně vystavil E.coli různým faktorům prostředí a zjistil, že podstatný vliv na jejich chování má hladina železa v buňce. Nízké hladiny železa byly spojeny s rychlejším a efektivnějším rojením buněk na biofilmu – a oproti tomu vyšší hladiny vedly k usedlejšímu způsobu života.

Mezi buňkami E. coli první generace se to zdálo být intuitivní reakcí. Ale poté, co zažily jen jedno rojení, se buňky, které zažily nízkou hladinu železa v pozdějším věku, rojily ještě rychleji a efektivněji než dříve.

To, jak vysoké jsou v buňce hladiny železa, je tedy svého druhu považováno za způsob její paměti. Tato „železná” paměť nebyla moc železná ve smyslu své výdrže – přetrvala totiž čtyři po sobě jdoucí generace dceřiných buněk, než v sedmé generaci přirozeně vyprchala. Po umělém posílení se nicméně znovu obnovila.

Samozřejmě, jak bylo naznačeno, můžete říct, že hladiny železa zkrátka ovlivňují chování buňky. Díky předávání na další generaci však již jde skutečně o mechanismus ovlivňování reakcí bakterie v dlouhodobém čase, nikoliv jenom „postižení“ aktuální bakterie (viz příklad ad absurdum se smrtí jako formou paměti).

Nejen pro papery…

Přesný molekulární mechanismus této železné paměti není momentálně znám, a může jít také jenom o jednu možnou formu chemické paměti uvnitř bakterií. Silná asociace mezi množstvím železa uvnitř bakterky a mezigeneračním chováním ale naznačuje, že jsme rozhodně na stopě významné komponenty toho, proč se bakterky chovaj, jak se chovaj!

Předávání paměti napříč generacemi bakterek každopádně není užitečné jenom v případě, že chcete publikovat paper v PNASu, ale také třeba pro řešení horšícího se efektu antibiotik používaných právě na bakterky! Za tento efekt sice může primárně přirozený výběr, nelze ale vyloučit, že železo – mající i vliv na stresovou reakci bakterek – přidává k jejich přežívání významný bičík k dílu.

Překvapení při šmírování bakteriálních všeumělů E.coli tak jednou přinést i hmatatelné benefity na antibakteriální frontě!

[Ladislav Loukota, RM]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Autolink hír.