Микробиологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха определили, как формируется коллективная память у бактерий, помогающая бороться со стрессом. Исследование ученых было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые проводили наблюдения за несколькими колониями бактерий Caulobacter crescentus. Для начала исследователи разместили их в нескольких контейнерах: в одном протекала соленая вода с концентрацией хлорида натрия 80 миллимоль, а в другом – пресная. Затем бактерии через разные промежутки времени - от 45 до 160 минут - переносили в среду с более высокой соленостью (100 миллимоль).
После того, как бактерии подвергались кратковременному стрессу, они были способны выжить в более суровых условиях. Для одной клетки такой эффект длится не более получаса, но если бактерий много подобный эффект длится более двух часов.
В условиях эксперимента бактерии, которые ранее находились в условиях с низкой соленостью, лучше выживали при более сильном стрессе, чем те, которые жили в пресной воде. Ученые также установили, что выживаемость бактерий зависела от промежутка времени между умеренным и более тяжелым стрессом и имела колебательный характер. Например, максимумы выживаемости приходились на интервалы в 45 и 120 минут, а минимумы - 90 и 150 минут.
Такой эффект может наблюдаться, если воздействие соли приводит к задержкам в делении клеток и синхронизации клеточного цикла у бактерий в сообществе. Клеточным циклом называется период жизни клетки от ее образования при делении материнской клетки до собственного деления. При этом особую роль играет то, на каком именно этапе своего клеточного цикла бактерия подверглась второму стрессу. Клетки, которые за интервал между стрессами прошли этап деления, имели 70-процентную вероятность выживания, в отличие от тех, что находились на середине клеточного цикла.
По мнению ученых, коллективная память о стрессе формируется благодаря синхронизации клеточных циклов у бактерий. Чем больше клеток, тем выше вероятность того, что во время стресса они будут находится в "правильной" фазе цикла.
Ранее ученые установили, что отдельные клетки в бактериальных колониях способны спонтанно увеличивать устойчивость к антибиотикам на непродолжительное время.