Bakterije i ekologija: Kako se informacije prenose kroz generacije
Nedavna studija sugerira da bakterije zadržavaju zapise o tome kako ih okruženje utječe, a te informacije se mogu prenositi na sljedeće generacije tijekom diobe. Ovaj otkriće dodaje složenost načinu na koji biologija razmišlja o evoluciji i prijenosu karakteristika. Ova otkrića mogu značajno utjecati na medicinu, kao što je rješavanje problema antibioticima i otporom na njih.
Duboko uranjanje u nasljeđivanje kod bakterija
Nakon što su teorije prirodne selekcije Charlesa Darwina i dokazi Gregora Mendela o dominantnim i recesivnim genima potisnuli kreacionističke ideje, bio je veliki naglasak na genima kao uzroku karakteristika. Ipak, pojavili su se problemi s ovim jednostavnim narativima, a epigenetika je pokazala kako ekološki uvjeti mogu utjecati na aktivaciju ili tišinu gena.
Otkrića o bakterijama
Profesor Adilson Motter sa Sveučilišta Northwestern, glavni autor studije, istaknuo je da je središnja pretpostavka u bakterijskoj biologiji da su nasljedne fizičke karakteristike prvenstveno određene DNA. “No, znajući više o kompleksnim sustavima, shvaćamo da se informacije mogu pohranjivati i na razini mreže regulativnih odnosa među genima”, rekao je Motter.
Istraživanje Escherichia coli
- Tim istraživača koristio je dobro proučavanu bakteriju E. coli koja se brzo reproducira, omogućujući promatranje mnogih generacija.
- Ova bakterija ima samo 5.000 gena, što olakšava analizu.
Motter i tim istraživača mogli su identificirati uvjete koji utječu na nasljedne karakteristike. Kroz “privremene perturbacije” gena, primijetili su da nove generacije imaju iste gene kao i njihovi prethodnici, ali se mogu razlikovati u izgledu i ponašanju.
Utjecaj okoline na gensku regulaciju
Studija ukazuje da je utjecaj perturbacije duži kada je poremećeni gen blizu “jako povezanog dijela” regulacijske mreže. Izvodi se zapravo nekoliko ciljano usmjerenih intervencija kako bi se postigle ove promjene. Također se vjeruje da promjene u okruženju u kojem E. coli žive mogu imati slične, iako manje učinkovite učinke.
Primjeri iz ljudske biologije
Dr. Thomas Wytock, suautor, dao je zanimljiv primjer iz ljudske biologije. Osvrćući se na istraživanja, rekao je da su današnji Nizozemci vjerojatnije skloni prekomjernoj težini ako su njihovi očevi bili izloženi gladovanju tijekom Drugog svjetskog rata dok su bili u maternici. Iako ti ljudi danas ne pate od gladovanja, biološko pamćenje i dalje može trajati generacijama, upozoravajući tijelo da se pripremi za potencijalne nestašice.
Važnost otkrića i buduće primjene
Iako su ljudski mehanizmi nasljeđivanja složeni i fragmentirani, istraživanje E. coli može donijeti nova znanja koja bi mogla biti direktno primjenjiva u medicini. Istraživači se nadaju da će promjene na bakterijama omogućiti da njihovi potomci postanu osjetljivi na antibiotike, ako postanu problem.
Završna misao
Ova studija, objavljena otvoreno u časopisu Science Advances, potiče novo razmišljanje o prijenosu informacija kroz generacije i utjecaju okoline na genetsko nasljeđe. Razumijevanje ovih mehanizama može pružiti ključne uvide u modernu biologiju i medicinu.
