由加州大學洛杉磯分校科學家們領導的一個國際研究小組發現，細菌有一種「記憶」，它能將感覺知識從一代細胞傳遞到下一代細胞，它們都沒有中樞神經系統或任何神經元。加州大學洛杉磯分校(UCLA)加州納米系統研究所(California NanoSystems Institute)成員、該研究的資深作者之一、生物工程和生物化學教授Gerard Wong說：這對我們和這個領域來說都是一個巨大的驚喜。這些發現是了解囊性纖維化患者的細菌生物膜引起難以治療感染的重要步驟。
研究人員研究了銅綠假單胞菌，它在囊性纖維化患者的呼吸道中形成生物膜，並可引起致命感染。圖片：Janice Haney Carr/USCDCP
該研究小組研究了一種名為銅綠假單胞菌的細菌菌株，這種細菌在囊性纖維化患者的呼吸道中形成生物膜，並導致持續的感染，可能是致命的。細菌生物膜也可以在外科植入物上形成，比如人工髖關節；當他們這樣做的時候，會導致植入物失敗。細菌生物膜是由基因相同的細菌細胞組成，它們可以在幾乎任何表面上繁殖，形成單個細胞組織和合作的群落。加州大學洛杉磯分校的研究生、該研究的共同第一作者卡爾文·李(Calvin Lee)說：形成生物膜的第一步是，細菌必須感知表面並發展附著能力，第一次能夠追蹤單個細胞的整個譜系的行為，發現它們的後代能夠記住祖先的表面感應信號。
這一研究結果發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)網站上，並發表在《華爾街日報》印刷版上。這項研究的資深作者、達特茅斯學院的Geisel醫學院的教授George O’toole說：我真的很興奮已經了解到，在早期的生物膜形成過程中，可逆轉和不可逆的連接是如何聯繫在一起的。這些概念在20世紀30年代被描述過，但花了近90年的時間才了解它們如何攜手合作，幫助推動早期生物膜的形成。分析細胞的過程中表面「感應」，科學家們使用了一個多基因細胞跟蹤方法,是由黃的研究小組，連同其他幾個數據分析方法，包括一個更常見的信號處理技術用於分析投入音樂最早應用這種技術的生物測量。
該方法揭示了兩件事有節奏地聯繫在一起：循環AMP的表達，細菌細胞內的信號分子，以及IV型pili的活動水平，即參與細胞運動的細菌細胞的附體。研究顯示這些事件只相隔幾個小時。細菌的感覺和記憶通過這種節奏模式，這對於他們抑制運動的決定是至關重要，成為靜止的，最終不可逆轉地附著在一個表面上，形成一個生物膜。白木Golestanian合作研究的資深作者說：馬克斯普朗克研究所主任動態和自組織，我很驚喜地發現多少可以了解決策過程的細菌在生物膜形成早期階段，編譯一個嚴格的多尺度表徵系統的從分子水平上生物膜的水平。
博科園-科學科普｜參考期刊：美國國家科學院院刊｜來自：加利福尼亞大學洛杉磯分校