Через 100 поколений бактерии E.coli научились ассоциировать повышение температуры с понижением содержания кислорода (фото USDA).
Исследовательская группа под руководством Саида Тавазойи (Saeed Tavazoie) из Принстонского университета (Princeton University) провела эксперимент с Escherichia coli и показала, что бактерии способны в некотором роде "обучаться".
Поначалу учёные создали компьютерную модель, которая предсказала, что колонии микроорганизмов могут эволюционировать так, что у них проявится подобие "ассоциативного мышления".
Известно, что бактерии способны реагировать на изменяющиеся условия внешней среды. Например, повышенная кислотность воды вызывает определённые изменения метаболизма микроба. Если же флуктуации кислотности происходят с достаточно точной периодичностью – микроорганизмы к этому приспосабливаются и даже реагируют заранее.
Но Тавазойи и его коллеги обнаружили куда более сложный процесс.
Учёные провели простой эксперимент: колонии в чашках Петри поместили в специальные камеры, в которых температура повышалась с 25 до 37°С, а затем содержание кислорода снижалось с 20% до нуля. Проследив за "ответом" сотен поколений бактерий (несколько недель), исследователи выяснили, что микроорганизмы "научились" заранее перестраивать свой метаболизм под нехватку кислорода, как только начинала повышаться температура.
"Мы обнаружили, что гомеостаз определяет далеко не всё", — говорит Саид. Бактерии способны не только реагировать на определённые изменившиеся условия, но и "предсказывать" будущие изменения. И хотя человек или собака учатся в течение всей своей жизни, а бактерии в периоды смены нескольких поколений, всё равно для них это большое достижение.
Подобные эволюционные изменения, вероятно, закрепились, так как предоставляют одним E.coli преимущества перед остальными.
Результаты исследования опубликованы в статье в журнале Science.
Источник: Membrana
Добавлено:
Учёные научили бактерии "говорить" на новом языке
"Беседующие" бактерии мерцают наподобие лампочек.
Исследователи из университета Калифорнии в Лос-Анжелесе (UCLA) генетически изменили бактерии, чтобы заставить их "разговаривать" друг с другом на новом языке. Это ещё один шаг к превращению клеток в крошечных роботов, которыми можно управлять при помощи химикалий.
Известно, что бактерии уже "общаются" между собой посредством химических сигналов. К примеру, клетка испускает определённый химикат в ответ на напряжение, позволяя другим находящимся поблизости клеткам узнать, что они должны подготовиться к неприятным условиям.
Но количество "химических слов" в языке клеток сильно ограничено, что связано с недостаточным числом стимулов и самих химикалий.
Учёные добавили бактерии E. coli генный "модуль", который превратил их общение в мерцание: гены заставляют клетки производить испускающий свет белок под названием GFP.
Затем исследователи генетически перепроектировали бактерии, чтобы они производили GFP исключительно в ответ на ацетат (acetate) — побочный продукт метаболизма E. coli.
Таким образом, бактерии были вынуждены постоянно "говорить" друг другу, что нужно светиться. Учёные научились управлять "беседой", регулируя кислотность среды клетки.
Источник: Membrana, Nature
Биологи научили бактерии разговаривать цветом
Профессор Вейсс намерен превратить бактерии в такие же надёжные элементы электроники, как и кремниевые схемы (фото с сайта molbio.princeton.edu).
Рон Вейсс (Ron Weiss) и его коллеги из университета Принстона (Princeton University) в сотрудничестве со специалистами Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) генетически запрограммировали бактерии, научив их общаться с помощью цветных световых сигналов.
Бактерии E. coli испускали зелёный или красный флуоресцентный свет в зависимости от уровня химического сигнала, испускаемого другим набором бактерий.
В одном из опытов они сформировали в чашке Петри живую "мишень" — зелёный круг в центре красного.
Подобная заданная реакция на те или иные входные сигналы поможет создать новые биологические датчики, сигнализирующие о присутствии опасных микроорганизмов или химикалий.
Кроме того, новая работа станет важной частью исследований Вейсса и его коллег по созданию биологических компьютеров. Учёные уже показали, что из бактерий можно создавать логические схемы.
Всё вместе это хорошо согласовывается с целями молодой науки — синтетической биологии — создавать запрограммированные живые существа (для начала — уровня бактерий) с заданными свойствами, необходимыми для выполнения той или иной утилитарной функции.
Источник: Membrana, Science Daily
