“魚的記憶力很短，才3秒鐘。”《歲月神偷》裡的經典臺詞，如今早已被科學證明並不準確。可是，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“後來人”，你會信嗎？近日，天津大學化學院教授趙坤和美國研究人員合作發現，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
“我個人一直認為細菌是有‘記憶’的，它們的後代能夠記住祖先的表面感應信號。”趙坤說。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了多年，研究思路也幾經變化調整。趙坤解釋說，細菌沒有中樞神經系統，所以這種“記憶”並不是我們通常所說的人類認知意義上的大腦記憶。
實際上，國際上已有研究發現部分微生物具有短暫的“記憶”行為。早在2016年，瑞士科學家曾發現，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）時能夠產生一種集體記憶，從而增加它們的環境脅迫耐受性。
“這類集體記憶行為，其實質多數是基於對外界化學信號濃度梯度的感應而產生，存在的時間相對較短。”趙坤說，“與以往研究最大的不同在於，我們的研究第一次追蹤到了單個細胞整個譜系的行為，發現了細菌的記憶秘密。細菌細胞能使通過表面感知而激發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，從而幫助後代們更快更好地適應環境。”
首次找到細菌生物被膜成因
趙坤還介紹說，對於細菌的表面附著，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適應過程，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現，細菌細胞內的信號分子循環性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、不可逆地附著於一個表面，最終形成生物被膜的關鍵。”趙坤略顯興奮地說，“如果我們能理解並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。”
超級細菌或不再難對付
“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。”趙坤說，“我們不僅僅要考慮細菌的黏度，今後還可以通過使細菌‘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對抗生素產生耐藥性，這也將有助於我們更好地應對目前面臨的對抗生素免疫的‘超級細菌’難題。”
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