Полезные бактерии Bacillus subtilis оказались способны передавать «воспоминания» о взаимодействии с растением через поколения. Как именно это происходит, объяснили исследователи из Израиля.
Бактерия Bacillus subtilis / © Allon Weiner, The Weizmann Institute of Science
Об аналогах памяти и воспоминаний у микроорганизмов в научной среде говорили неоднократно. Хотя у них нет нервной системы, как у многоклеточных организмов, они благодаря клеточному железу способны собирать информацию об окружающей среде, хранить ее и обращаться к ней, когда сталкиваются со средой повторно. А ученые из США обнаружили, что бактерии Bacillus subtilis обладают «коллективным разумом» и даже записали в него логотип Калифорнийского университета в Сан-Диего.
В Израиле ученые из Института Вейцмана, Университета имени Райхмана и Еврейского университета в Иерусалиме провели исследование, в котором также рассматривали Bacillus subtilis, и обнаружили, что эти организмы могут не только хранить и использовать, но и передавать из поколения в поколение информацию о симбиозе с растениями. Соответствующую научную статью опубликовал журнал Microbiological Research.
Bacillus subtilis — полезные бактерии, которые способствуют росту растений и защищают их от патогенных микроорганизмов. Эти микроорганизмы также используют в качестве пробиотика, нормализующего микробиом (то есть сообщество микроорганизмов) кишечника.
Исследователи заметили, что Bacillus subtilis передают следующим поколениям гены, содержащие информацию о закреплении в организме растения-хозяина (колонизации) и полезном для обеих сторон взаимодействии. Этот процесс оказывается возможным, даже когда симбиоз бактерии и растения заканчивается, и позволяет микроорганизмам успешно колонизировать нового хозяина.
«Память», позволяющая Bacillus subtilis сохранять сведения о взаимодействии с растениями, дает им преимущества перед бактериями, которые никогда в таком симбиозе не состояли. При этом гены, которые микроорганизмы наследуют на протяжении нескольких поколений, оказались связаны с устойчивостью к стрессу. Фактически во время взаимодействия с растениями у бактерий вырабатывались защитные механизмы, помогавшие затем стабилизировать их отношения с хозяином.
По мнению исследователей, сходные механизмы могут обеспечивать взаимодействие полезных пробиотических бактерий из одной и той же группы в кишечнике человека на протяжении нескольких поколений, обеспечивая долгосрочную защиту от болезней:
«Результаты наших исследований позволяют манипулировать идентифицированными генами для создания синтетических схем с памятью для сельскохозяйственного и промышленного применения, а также улучшать разработку пробиотических бактерий, средняя продолжительность жизни которых составляет около 30 минут. Мы стремимся к тому, чтобы они действовали в соответствии с полученным сигналом в течение нескольких часов или даже дней».
