“魚的記憶力很短，才3秒鐘,。”《歲月神偷》里的經(jīng)典臺詞,，如今早已被科學(xué)證明并不準確?？墒?，如果有人告訴你，不僅魚有很長的記憶力,，就連肉眼看不到的細菌也有記憶力，還能傳給“后來人”,，你會信嗎,？近日，天津大學(xué)化學(xué)院教授趙坤和美國研究人員合作發(fā)現(xiàn),，細菌細胞中存在著一種記憶因子,，能將感官記憶“代代相傳”。

無腦細菌靠刺激獲取記憶

沒有中樞神經(jīng),，更沒有大腦,，細菌們?nèi)绾螕碛谐瑥姷拇H傳遞記憶力？帶著好奇,，記者采訪了趙坤教授,。

“我個人一直認為細菌是有‘記憶’的，它們的后代能夠記住祖先的表面感應(yīng)信號,?！壁w坤說。從2009年開始，趙坤就一直從事細菌方面的研究,，這次以綠膿桿菌作為研究對象的實驗已持續(xù)了多年,，研究思路也幾經(jīng)變化調(diào)整。趙坤解釋說,，細菌沒有中樞神經(jīng)系統(tǒng),，所以這種“記憶”并不是我們通常所說的人類認知意義上的大腦記憶。

實際上,，國際上已有研究發(fā)現(xiàn)部分微生物具有短暫的“記憶”行為,。早在2016年，瑞士科學(xué)家曾發(fā)現(xiàn),，淡水和海水中廣泛存在的新月桿菌群體,，在遭受外界某種警告事件（如鹽脅迫）時能夠產(chǎn)生一種集體記憶，從而增加它們的環(huán)境脅迫耐受性,。

“這類集體記憶行為,，其實質(zhì)多數(shù)是基于對外界化學(xué)信號濃度梯度的感應(yīng)而產(chǎn)生，存在的時間相對較短,?！壁w坤說，“與以往研究最大的不同在于,，我們的研究第一次追蹤到了單個細胞整個譜系的行為,，發(fā)現(xiàn)了細菌的記憶秘密。細菌細胞能使通過表面感知而激發(fā)自身的一個信號分子濃度增加,，將其作為一種‘記憶’信息,，這種信息還可以在多代之間傳遞，從而幫助后代們更快更好地適應(yīng)環(huán)境,?！?/p>

首次找到細菌生物被膜成因

記者了解到，趙坤和美國同行選擇的綠膿桿菌菌株,，可以在囊性纖維化患者的呼吸道中形成生物被膜,，并導(dǎo)致持續(xù)的感染，是可致命菌,。這種細菌還可在人工髖關(guān)節(jié)等外科植入物上形成細菌生物被膜,，導(dǎo)致植入物失效和人體感染。

記者查閱資料發(fā)現(xiàn),，細菌生物被膜是引起細菌持續(xù)性感染的常見致病機制,，大約60%的臨床感染病例，都與細菌生物被膜的形成有關(guān),。但在早期的生物被膜形成過程中,，可逆轉(zhuǎn)和不可逆的連接是如何聯(lián)系在一起的,？這些概念雖然早在上世紀30年代就被提到，可科學(xué)家們花了近90年的時間,，如今才第一次真正了解它們?nèi)绾螖y手合作,，幫助推動早期細菌生物被膜的形成。

趙坤還介紹說,，對于細菌的表面附著,，以往人們通常認為，是細菌通過增加自身的黏度（比如分泌多糖）來增加表面附著的幾率,，這是細菌的一個靜態(tài)適應(yīng)過程,，但這次研究徹底顛覆了以往的簡單認識。他們在研究中首次發(fā)現(xiàn),，細菌細胞內(nèi)的信號分子循環(huán)性AMP的表達,，以及IV型菌毛（參與細菌細胞活動的附屬物）的活動水平，這兩個事件是有節(jié)奏地互相連接的,，兩個事件之間僅僅相隔幾個小時,。“細菌通過這種有節(jié)奏的模式來感覺和記憶,，這是它們能夠決定何時停止運動,、靜止下來、不可逆地附著于一個表面,，最終形成生物被膜的關(guān)鍵,。”趙坤略顯興奮地說,，“如果我們能理解并掌握細菌的這種記憶力代際傳遞,，那有可能增強我們控制細菌群體的能力?！?/p>

超級細菌或不再難對付

記者了解到,，早在這個研究結(jié)果出來前，趙坤團隊還曾在《自然》上發(fā)表過另一項針對細菌記憶的相關(guān)研究,，發(fā)現(xiàn)并證明了細菌可以記住它們曾去過什么地方，從而可以幫助它們更容易形成細菌菌落,。這一次的研究則是從更基本的層面揭示了細菌細胞可以記憶它表面感知的信息,。趙坤認為，他們的研究工作未來對人類更好地理解生物被膜,，特別是其早期階段的形成機理,，繼而更好地預(yù)防和治療由生物被膜引起的細菌感染會有積極意義。

“這項研究還對未來如何阻止細菌的表面附著提供了一種全新思路,?！壁w坤說,，“我們不僅僅要考慮細菌的黏度，今后還可以通過使細菌‘遺忘’的方式來降低細菌的表面附著,，進而更好地控制細菌感染,。讓我們更好地理解病原體如何能夠?qū)股禺a(chǎn)生耐藥性，這也將有助于我們更好地應(yīng)對目前面臨的對抗生素免疫的‘超級細菌’難題,?！?/p>