新しい研究によると、脳や神経系のない単細胞生物もまだ記憶を形成し、その記憶を将来の世代に伝えることができることがわかりました。
どこにも存在する細菌、 大腸菌、 ~である 最もよく研究された生命体の一つ しかし、科学者たちはまだそれが生き残り広がる予期しない方法を発見しています。
テキサス大学とデラウェア大学の研究者たちは、次のことを可能にする潜在的なメモリシステムを発見しました。 大腸菌 数時間、そしてそれから数世代の過去の経験を「記憶」することです。
研究チームは、彼らが知っているのは、この種の細菌記憶が以前に発掘されたことがないと述べた。
明らかに、この場合、科学者が議論している記憶は人間の意識的な記憶と同じではありません。
代わりに細菌記憶現象 説明する 過去の経験の情報が現在の意思決定にどのように影響するか。
「バクテリアには脳はありませんが、自分が所属する環境から情報を収集することができ、その環境に頻繁に触れると、その情報を保存して後で自分の利益のためにすばやくアクセスできます。」 説明する UTのシニア研究者、分子生命科学者、Souvik Bhattacharyya。
Bhattacharyyaとそのチームの発見は、10,000を超えるバクテリアの「クラスター」分析から得られた強力な関連性に基づいています。
この実験は、以下のことを確認するためにテストした。 大腸菌 単一プレートの細胞は、同じモーターで動く1つの移動塊に一緒に集まります。 これらの行動は、通常、セルが適切な環境を効率的に検索するために参加していることを示しています。
一方、いつ 大腸菌 細胞は互いに結合して粘着性のあるバイオフィルムを形成します。これは栄養価の高い表面にクラスターを形成する方法です。
初期実験では、研究者は 大腸菌 どの条件が群れを最も早く引き起こすかを確認するために、細胞をいくつかの異なる環境要因に調査した。
最終的に、研究チームは、細胞内の鉄分が細菌の移動または滞留を最も強力に予測できることを発見しました。
鉄分含有量が低いほど、より速く効率的に群れを作ることに関連しているのに対し、鉄分含有量が高いほど、より安定した生活様式が可能になりました。
第1世代のうち 大腸菌 細胞、これは直感的な反応のようでした。 しかし、たった１回の集団事象を経験した後、後に低い鉄レベルを経験した細胞は、集団における以前よりもはるかに速く効率的であった。
さらに、この「鉄」記憶は、母細胞が2つの新しい細胞に分割されて形成される少なくとも4世代の娘細胞に伝達されました。
第7世代の娘細胞が現れ、鉄の記憶は自然に消えました。 しかし、科学者が人為的に強化すれば回復することもあります。
この研究の著者はまだ潜在的な記憶システムや遺伝性の背後にある分子メカニズムを特定していませんが、細胞内鉄と世代間の群集行動との強い関連性は、持続的な条件化レベルが作用していることを示唆しています。
厚生遺伝学は次のような役割を果たすことが知られています。 「記憶された」生物学的設定の伝達 複数世代を経て 大腸菌 特定の遺伝子の「オン」と「オフ」の設定を調整することによって、研究者は短い遺伝期間がこれがここでの主なメカニズムではないことを意味すると信じています。
鉄は細菌の様々なストレス反応に関連しています。 世代間記憶システムが形成されるためには、多くの進化的な意味がある。
鉄ベースのメモリシステムが役立ちます。 大腸菌 過酷な環境条件や抗生物質に適応します。
シングル 大腸菌 セル缶 30分で2倍したがって、そのような記憶を娘細胞に伝達する能力は、おそらくゆっくり変化する環境でも有益であろう。
「地球大気中に酸素が存在する前に、初期の細胞生命体は多くの細胞プロセスに鉄を利用していました」 と言う バタチャリだ。
「鉄分は地球の生命の起源だけでなく、生命の進化にも重要です。
「結局」バタチャリヤ 結論を出す、 「バクテリアの行動についてもっと知るほど、バクテリアと戦うのは簡単になります」
本研究は PNAS。
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