Вчені визначили механізм формування колективної пам'яті у бактерій

Мікробіологи з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха визначили, як формується колективна пам'ять у бактерій, яка допомагає боротися зі стресом. Дослідження вчених було опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Вчені проводили спостереження за декількома колоніями бактерій Caulobacter crescentus. Для початку дослідники розмістили їх в декількох контейнерах: в одному протікала солона вода з концентрацією хлориду натрію 80 мілімоль, а в іншому – прісна. Потім бактерії через різні проміжки часу - від 45 до 160 хвилин - переносили в середовище з більш високою солоністю (100 мілімоль).

Після того, як бактерії піддавалися короткочасному стресу, вони були здатні вижити в суворих умовах. Для однієї клітини такий ефект триває не більше півгодини, але якщо багато бактерій подібний ефект триває більше двох годин.

В умовах експерименту бактерії, які раніше перебували в умовах з низькою солоністю, краще виживали при більш сильному стресі, ніж ті, які жили в прісній воді. Вчені також встановили, що виживаність бактерій залежала від проміжку часу між помірним і тяжким стресом і мала коливальний характер. Наприклад, максимуми виживаності припадали на інтервали 45 і 120 хвилин, а мінімуми - 90 і 150 хвилин.

Такий ефект може спостерігатися, якщо вплив солі призводить до затримок у поділі клітин і синхронізації клітинного циклу у бактерій у співтоваристві. Клітинним циклом називається період життя клітини від її утворення при поділі материнської клітини до власного поділу. При цьому особливу роль відіграє те, на якому саме етапі свого клітинного циклу бактерія піддалася другому стресу. Клітини, які за інтервал між стресами пройшли етап поділу, мали 70-відсоткову ймовірність виживання, на відміну від тих, що перебували на середині клітинного циклу.

На думку вчених, колективна пам'ять про стрес формується завдяки синхронізації клітинних циклів у бактерій. Чим більше клітин, тим вище ймовірність того, що під час стресу вони будуть знаходиться в "правильній" фазі циклу.

Раніше вчені встановили, що окремі клітини в бактеріальних колоніях здатні спонтанно збільшувати стійкість до антибіотиків на нетривалий час.