一项来自美国的最新研究揭示,细菌细胞不仅能够“记住”自身和环境的短暂变化,还能将这种“记忆”传递给后代。这个发现有望应用于医学领域,例如通过改变致病细菌的基因调控,来防止其后代产生耐药性。
根据新华社的报道,传统细菌生物学认为,可遗传的物理特征主要由脱氧核糖核酸(DNA)决定。然而,从复杂系统的角度来看,信息还可以在调控基因关系的网络层面上储存。这种调控网络就像基因之间用来相互作用的“通信系统”。
为了探究这一假设,来自美国西北大学等机构的研究团队专注于研究大肠杆菌。这是一种常用的生物模型,虽然其基因数量远少于人类细胞,但科学界对其基因调控网络的结构已有相当了解。
研究团队通过数学模型模拟了大肠杆菌中单个基因的短暂失活与重新激活。他们发现,这些短暂的基因扰动可以引发持久的变化,并且这些变化可能会被遗传给多个世代。
研究人员指出,这种基因的暂时失活与重新激活(即可逆扰动)会在调控网络中触发不可逆的连锁反应,而这种反应可能在细菌将“记忆”传递给后代的过程中发挥关键作用。
此外,研究人员认为,这种效应可能在其他生物体中也普遍存在,因为许多生物体的基因调控网络与大肠杆菌类似,甚至更加复杂敏感。
目前,研究团队正在实验室中验证这些模拟结果,相关研究成果已发表在最新一期的美国《科学进展》杂志上。