Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Bakterie są zdolne do kodowania pamięci! Odkrycie daje nadzieję na stworzenie biokomputerów
Bakterie są zdolne do kodowania pamięci! Odkrycie daje nadzieję na stworzenie biokomputerów

Najnowsze badania wskazują na zdolność bakterii do zapamiętywania stanów, w których wcześniej się znajdowały. Wytwarzane „wspomnienia” mogą być zachowywane nawet przez kilka godzin. Do zapisu informacji organizmy prokariotyczne używają zmian potencjału błonowego. Co ciekawe, mechanizm ten jest również wykorzystywany w układach nerwowych organizmów wyższych. Wyniki badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Cell Systems”. Zespół badawczy ma nadzieje, że odkrycie to jest pierwszym krokiem w drodze do stworzenia biokomputerów.
 

Do tej pory zakładano, że zdolność zapamiętywania informacji posiadają jedynie organizmy wielokomórkowe. Niedawno opublikowane wyniki badań świadczą jednak o tym, że tak proste organizmy, jak bakterie mogą zachowywać informacje o zaistniałym zdarzeniu. To, co dzieje się z błoną komórkową organizmów prokariotycznych w odpowiedzi na bodziec przypomina sposób przekazywania sygnału przez neurony. W trakcie przeprowadzonych przez naukowców testów, bakterie (Bacillus subtilis) poddawano ekspozycji na światło niebieskie. Organizmy wystawione wcześniej na działanie bodźca reagowały inaczej na zmianę warunków niż grupa kontrolna. Komórki poddane działaniu światła niebieskiego wykazywały, przez kilka godzin, zmienioną aktywność kanałów potasowych, a co za tym idzie – potencjału błonowego.

Zdaniem autorów artykułu zaobserwowana zależność świadczy o tym, że bakterie są zdolne do przechowywania informacji o niedawnych wydarzeniach. Proces wytwarzania „wspomnień” opiera się na zmianach wewnętrznego i zewnętrznego ładunku błony komórkowej. Inspiracją do badań dotyczących „pamięci” mikroorganizmów były wcześniejsze odkrycia zespołu naukowego dotyczące zdolności komunikacji bakterii w biofilmie. Okazało się, że organizmy prokariotyczne żyjące w społecznościach (wspomniany biofilm) mogą przekazywać sobie informacje z wykorzystaniem kanałów jonowych. Wykorzystanie potencjału błonowego do wysyłania sygnałów przypomina w pewien sposób aktywność sieci neuronalnej. Naukowcy z zespołu badawczego twierdzą, że chcieli przekonać się, czy jest możliwe, aby tak odległe od siebie ewolucyjnie organizmy, jak bakterie i zwierzęta (a dokładnie ich neurony) wykorzystywały podobne mechanizmy do zapamiętywania i przekazywania informacji.

 

Jakie znaczenie dla rozwoju nauki ma odkrycie „pamięci” u bakterii?

Potencjalne wykorzystanie wyników badań może wydać się zaskakujące. Autorzy artykułu są zdania, że odkrycie ma potencjał do wykorzystania w badaniach nad mechanizmem tworzenia się pamięci u ludzi. Modele oparte na mikroorganizmach mogą pomóc w badaniach nad korzeniami pamięci. Proste sieci zbudowane z bakterii prawdopodobnie nadają się do testowania właściwości pamięci kodowanej na zasadzie różnic ładunku potencjału błonowego. Naukowcy z zespołu badawczego wierzą w to, że ich odkrycie umożliwi w przyszłości stworzenie biokomputerów, rozumianych jako komputery bazujące na żywych komórkach.

Źródła

Aleksandra Piasta, Bakterie mogą „pamiętać” wydarzenia z przeszłości. PAP – Nauka w Polsce:

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C82114%2Cbakterie-moga-pamietac-wydarzenia-z-przeszlosci.html

Yang, Chih-Yu, et al. Encoding Membrane-Potential-Based Memory within a Microbial Community. Cell Systems (2020).

KOMENTARZE
news

<Czerwiec 2020>

pnwtśrczptsbnd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
5
Newsletter