科学家发现，细菌可以产生类似记忆的东西，告诉人们何时形成可能导致人类危险感染的策略，例如当数百万细菌聚集在一个表面上时对抗生素和细菌群产生耐药性。这一发现在预防和对抗细菌感染以及解决抗生素耐药性细菌方面具有潜在的应用，它涉及细菌细胞可以用来形成这些记忆并将其传递给后代的一种常见化学元素。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现，大肠杆菌利用铁水平来存储有关不同行为的信息，然后这些信息可以响应某些刺激而被激活。

研究结果发表在《国家科学院院刊》上。

科学家此前曾观察到，先前有过集群经验的细菌(利用鞭毛在表面上集体移动)可以提高随后的集群性能。德克萨斯大学领导的研究小组着手了解其中的原因。细菌没有神经元、突触或神经系统，因此任何记忆都不像童年生日聚会上吹灭蜡烛的记忆。它们更像是存储在计算机上的信息。

“细菌没有大脑，但它们可以从环境中收集信息，如果它们经常遇到这种环境，它们就可以存储这些信息，并在以后快速访问这些信息以谋取自身利益，”该研究的主要作者、研究人员 Souvik Bhattacharyya 说道。德克萨斯大学分子生物科学系教务长早期职业研究员。

这一切都回到了铁，地球上最丰富的元素之一。单一细菌和自由漂浮细菌的铁含量各不相同。科学家观察到，铁含量较低的细菌细胞更适合集群。相比之下，形成生物膜(固体表面上密集的粘性细菌垫)的细菌细胞中铁含量很高。具有抗生素耐受性的细菌也具有平衡的铁水平。这些钢铁般的记忆至少会持续四代，到第七代就会消失。

“在地球大气层中存在氧气之前，早期细胞生命利用铁来进行许多细胞过程。铁不仅对地球生命的起源至关重要，而且对生命的进化也至关重要。”巴塔查亚说。“细胞以这种方式利用它是有道理的。”

研究人员推测，当铁含量较低时，细菌记忆就会被触发，形成快速移动的迁徙群，在环境中寻找铁。当铁含量较高时，记忆表明该环境是停留并形成生物膜的好地方。

“铁水平绝对是治疗的目标，因为铁是力的重要因素，”Bhattacharyya 说。“最终，我们对细菌行为了解得越多，就越容易对抗它们。”

该研究由国立卫生研究院资助。分子生物科学教授、微生物学玛丽·M·贝茨纳·莫罗百年纪念主席拉西卡·哈希 (Rasika Harshey) 是该论文的高级通讯作者。Nabin Bhattarai、Dylan M. Pfannenstiel 和 Brady Wilkins 以及特拉华大学的 Abhyudai Singh 也对这项研究做出了贡献。