探索细菌记忆的概念

《Nature Microbiology》：Exploring the concept of bacterial memory

细菌通过遗传、表观遗传、生化及生态机制形成环境记忆，增强对周期性刺激的适应性响应，提升多变环境中的生存优势。

　　

摘要

细菌具有多种机制来感知环境变化并作出相应反应。在某些情况下，细菌似乎能够保留过去事件的“印记”，这些印记会影响其未来的行为，类似于一种记忆形式。本文从遗传学、表观遗传学、生物化学和生态学的角度探讨了细菌记忆的概念。我们讨论了记忆如何使细菌能够对反复出现的刺激作出适当反应，从而在环境变化多端的情况下获得生存优势。在细胞层面上，有证据表明细菌的记忆存储机制包括突变、DNA甲基化，或者代谢物和蛋白质的遗传，这些机制使得细菌能够利用过去的经验。复杂的细菌群落能够表现出对过去环境的“生态记忆”，这些记忆以微生物种群变化的形式存在，并在急性环境变化后仍然持续或滞后。我们回顾了支持这些微生物记忆概念的新证据，概述了一些关键的分子机制，并指出了研究中的空白以及潜在的未来应用方向。