细菌中的集体记忆

个别细菌细胞有短暂记忆。但是细菌群体可以形成集体记忆，可以增加他们对压力的耐受性。这已经在Eawag和ETH苏黎世科学家在PNAS上发表的一项研究中首次通过实验证明。暴露于中等浓度盐的细菌随后暴露于更高浓度的情况下比没有警告事件更好。但在个体细胞中，这种效应是短暂的：仅仅30分钟后，存活率不再取决于暴露史。现在两位Eawag / ETH苏黎世微生物学家Roland Mathis和Martin Ackermann报道了在显微镜下用Caulobacter crescentus进行的一项新发现，Caulobacter crescentus是一种普遍存在于淡水和海水中的细菌。

当观察到整个群体而不是单个细胞时，细菌似乎会形成一种集体记忆。在暴露于警告事件的人群中，警告后两小时第二次暴露的存活率高于之前未暴露的人群。使用计算机建模，科学家们用两个因素的组合解释了这一现象。首先，盐胁迫导致细胞分裂延迟，导致细胞周期同步; 其次，存活概率取决于第二次暴露时个体细菌细胞在细胞周期中的位置。由于细胞周期同步，人口的敏感性随时间变化。以前暴露的人群可能对未来的压力事件更加宽容，但有时甚至可能比之前没有暴露的人群更敏感。

马丁·阿克曼评论道：“如果我们理解这种集体效应，它可能会提高我们控制细菌种群的能力。” 例如，这些发现与我们对病原体如何抵抗抗生素的理解，或工业过程或污水处理厂中细菌培养的表现有关可以在动态条件下维护。毕竟，细菌在几乎所有生物和地球化学过程中都起着至关重要的作用。从人的角度来看，取决于特定的过程，它们要么是有益的 - 例如，如果它们分解污染物或将营养物质转化为能量 - 或者是有害的，特别是如果它们引起疾病。马西斯说，研究人员可以得出另一个重要结论：“如果你想了解微生物种群的行为和命运，有时需要分析每一个细胞。”