Přestože nemají vlastní mozek, dokáží si bakterie pamatovat některé zážitky ze svých životů, které pak přenáší i na své potomstvo. Klíčovou úlohu v celém procesu pak hraje železo.
Lidská paměť je neuvěřitelně složitým biochemickým mechanismem, který vědci dodnes nedokázali plně pochopit. Pozoruhodné pak je, že spousta otázek v této oblasti zůstává i v rámci zvířecí říše, kde hraje svou velkou roli genetická paměť, kterou můžeme pozorovat například u stěhovavých ptáků. Jak se ale ukazuje, proces zapamatovávání probíhá již na mnohem jednodušší úrovni než u pokročilých živočichů, a to dokonce u samotných bakterií.
Vědcům se podařilo odhalit tajemství genetické paměti bakterie E. coli. Zdroj: Freepik
Na problematiku bakteriální genetické paměti se zaměřila nedávná studie publikovaná v odborném časopise PNAS. Její autoři z Texaské univerzity v Austinu si posvítili na člověku velmi známé bakterie E. coli, které se v hojné míře vyskytují například i v naší trávící soustavě. Právě tyto organismy, ač zcela bez mozku, pak mohou pro zachování vlastní existence využít své zkušenosti, které dokonce dokáží přenášet napříč několika generacemi. Objev je pro vědce skutečně revolučním odhalením, jelikož nám může pomoci objasnit chování některých kmenů bakterií, a tím například zdokonalit vývoj léků cílících na jejich likvidaci.
V hlavní roli železo
Je pochopitelné, že nelze jednoduše srovnávat paměť bakterií s tou lidskou; mikroorganismy mají v tomto směru stále spoustu omezení. Přesto však jsou jejich schopnosti obdivuhodné. Vše se točí okolo hladiny železa v bakteriálních buňkách. U prvních generací linií E. coli bylo v rámci experimentů pozorováno chování založené spíše na impulzivních reakcích. Později se ale v populaci bakterií začaly objevovat jisté vzorce naznačující vzpomínky a chování generované právě pamětí. Buňky, které se pak tímto způsobem chovaly, měly obecně nižší obsah železa, prvku, který určoval, zda-li se mikroorganismus pohne či nikoli. Vědcům se podařilo sledovat přenos této „železné paměti“ v průměru přes čtyři generace. Po sedmé generaci pak paměťové reakce prakticky vymizeli, autoři studie ale tvrdí, že by je bylo možné opětovným učením obnovit.
Velkou roli v genetické paměti bakterií hraje podle všeho hladina intracelulárního železa. Zdroj: Freepik
Železo bylo jedním z prvních prvků, který se na Zemi objevil, a to ještě před vznikem životodárného kyslíku. Buněčné mechanismy, které jej využívají, jsou tak těmi nejstaršími na světě. Objasnění záhady paměti u bakterií si pak vědci spojují právě s klesající hladinou železa, která podněcují intenzivnější pohyb a rojení jednotlivých linií ve snaze si tento prvek v buňkách opětovně doplnit. Jakmile se jeho hladina v tělech bakterií obnoví, dosáhnou mikroorganismy optimálního prostředí pro život, což se zpravidla projevuje tvorbou biofilmu.
Pozorovaný fenomén bude nyní nutné bedlivě prozkoumat. Již nyní se ale objevují náznaky toho, že by objev mohl výrazným způsobem zdokonalit vývoj antimikrobiálních léčiv, zejména v oblasti ničení vysoce rezistentních kmenů bakterií. Železo se tak může ukázat jako jakási mikrobiální podoba kryptonitu, jehož regulací bude možné chování bakterií značným způsobem ovlivnit.
