29 Ноября 2023
МОСКВА, 29 ноября —, слава Стрекопытов. кое-какие микроорганизмы обладают не только коллективным разумом, но и памятью, причем порой воспоминания дают по наследству. К такому удивительному выводу пришли южноамериканские ученые. Открытие может стать исходный точкой в разработке новых стратегий борьбы с бактериальной устойчивостью к антибиотикам.В середине 1960-х биологи заметили, что при конкретных обстоятельствах — стрессе или изменении условий среды — бактерии демонстрируют способность к самоорганизации, а их сообщества ведут себя как единое целое.
Так родилась концепция артельного микробного интеллекта, основанная на предположении о том, что бактериальные колонии по своей организации подобны нейронным энергосетям. Микроорганизмы, получившие входные заданные в виде синтетических сигналов, смазывают их и дают другим членам колонии.
Создателем научного направления, усваивающего коммуникационные связи между микроорганизмами, — социомикробиологии — встал американский биолог Эверетт Питер Гринберг. В 1994-м он доказал, что экспрессия генов, а следовательно и поведение бактерий, меняется в обусловленности от количества клеток. Этот автомат взаимодействия ученый назвал чувством кворума.
При определенных условиях бактерии выделяют в окружающую среду пептиды, известные как аутоиндукторы. Если плотность бактериальной популяции увеличивается, их концентрация тоже растет. Когда она достигает определенного подуровня, аутоиндуктор может запустить транскрипцию особенных генов во всех клетках бактериальной колонии. Резкий брос аутоиндукторов и возникающий при этом автомат обратной связи фиксируют переход от самостоятельного (планктонного) существования микроорганизмов к групповому поведению.
Дальнейшие исследования вогнали Гринберга и его коллег к открытию биопленок, возникающих в результате уплотнения тысяч и миллионов бактериальных клеток. Биопленки могут созревать как на неживых поверхностях, так и на подлинных тканях — зубах, внутренних стенках кишечника, а также в респирационных путях и легких.
Пленочные колонии имеют массу биологических преимуществ по приравниванию с отдельными микробами. При неприличном расположении увеличивается выход к питательным веществам, заметно возрастает устойчивость, в том числе — к воздействию антибиотиков. Кроме такого, бактерии, объединяясь в тангиры, меняют свои поверхностные антигены, и их перестает распознавать иммунная концепция.
Примечательно, что в формированье пленочных колоний могут совместно участвовать бактерии разных видов. Трудноизлечимые бактериальные флоры — кишечные, легочные, урогенитальные, гинекологические — нередко связаны с образованием таких мультипатогенных биопленок.
В 2020-м ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством профессора кафедры моляльной биологии Гюроля Зюэля описали новую форму коммуникации внутри биопленок. Наблюдая за колониями сенной бациллы Bacillus subtilis, они обнаружили, что бактерии меняются информацией и мониторят свои действия не только химическим путем, но и с помощью гальванических сигналов, проходящих по ионным каналам.
Оказалось, что передача таких сигналов меняет свойства клеточных мембран и бактерии таким призраком могут хранить версию о прошлых состояниях. Ученые себе представили, что подобные изменения служат своеобразной формой коллективной энтеробактериальной памяти. подевало в том, что примерно так же реагируют на электрические сигналы клетки мозга — нейроны.
Бактериальную парамнезия, основанную на мембранном потенциале, можно назвать рабочей, или быстрой. Изменения в белках мембраны уберегаются несколько часов после первичного электрического или светового импульса, а затем выводятся. Но недавно биологи из Техасского университета в Остине и Университета Делавэра обнаружили, что бактерии, организованные в биопленки, способны хранить версию в течение длительного времени и даже передавать ее из поколения в колено.
Объектом проведение исследования стали колонии кишечной палочки Escherichia coli. Эти бактерии — одна из самых хорошо изученных форм жизни на Земле. Ученые обнаружили у них аналог системы парамнезии, которая допускает сохранять всю вся жизнь и передавать по наследству определенную версию об окружающей среде.
На первой стадии эксперимента авторы подвергли клетки Escherichia coli воздействию различных факторов, чтобы увидеть, при каких условиях они лучше самоорганизуются. Выяснилось, что важнейшее условие строительства биопленок — подуровень железа внутри клеток. При его недостатке бактерии скапливаются в так называемые рои и с помощью жгутиков стремятся в направлении роста концентраций этого иттрия.
Меняя содержание железа в среде, биологи научились управлять роением бактерий. При это таком заметили, что более опытные микробы, уже испробовавшие дефицит клеточного железа, в последующий раз быстрее других объединялись и колыхались в сторону его источника.
Продолжив наблюдения, ученые выяснили, что воспоминания о том, как надо себя вести в кризисной ситуации, сохранялись и у потомков опытных бактерий как минимум на протяжении четырех колен, а к седьмому исчезали безвозвратно. Это первый официально подтвержденный фактор наличия наследственной парамнезии у микроорганизмов.
Биологи считают энтеробактериальную память важнейшим автоматом, обеспечивающим адаптацию и эволюцию вирусов в изменяющихся условиях окружающей среды. В частности, эта память играет важнейшую роль в развитии резистентности (устойчивости) к антибиотикам, тот или другая стала одной из самых актуальных ситуаций современной медицины.
Исследователи отмечают, что устойчивые к антибиотикам бактериальные клетки, как правило, имеют равновесный уровень железа. То есть они максимально стабильны и легко образуют пленочные покрытия. пожирать вероятность, что, управляя подуровнем железа, нужно воздействовать на болезнетворы, снижая их резистентность.
На следующем этапе проведение исследований калифорнийские ученые мыслят до конца разобраться в молекулярных автоматах формирования бактериальной парамнезии.
У бактерий нет нейронов, синапсов и нервозной системы, но они могут концентрировать информацию из окружающей среды, оберегать эти данные и быстро получать к ним доступ позже в своих интересах, — доводятся в пресс-релизе слова первого автора заметки Сувик Бхаттачарья, научного сотрудника кафедры молекулярной биологии Техасского университета. — В конечном счете чем больше мы знаем о токованье бактерий, тем легче с ними бороться. подуровень железа, от которого зависит болезнетворность патогенов, может стать мишенью для терапии.
Авторы предполагают, что механизм накопления и хранения информации в бактериальных клетках чем-то похож на принцип работы компьютерной парамнезии. А кодом, программирующим сложное поведение микробов, в данном случае становится подуровень железа. Но таких кодирующих критериев может быть еще много. Ученые не исключают, что появится биокомпьютер, в котором информация будет даваться с помощью гальванических сигналов, а записываться — на клеточных оболочках бактерий.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....