由加州大学洛杉矶分校科学家们领导的一个国际研究小组发现，细菌有一种“记忆”，它能将感觉知识从一代细胞传递到下一代细胞，它们都没有中枢神经系统或任何神经元。加州大学洛杉矶分校(UCLA)加州纳米系统研究所(California NanoSystems Institute)成员、该研究的资深作者之一、生物工程和生物化学教授Gerard Wong说：这对我们和这个领域来说都是一个巨大的惊喜。这些发现是了解囊性纤维化患者的细菌生物膜引起难以治疗感染的重要步骤。
研究人员研究了铜绿假单胞菌，它在囊性纤维化患者的呼吸道中形成生物膜，并可引起致命感染。图片：Janice Haney Carr/USCDCP
该研究小组研究了一种名为铜绿假单胞菌的细菌菌株，这种细菌在囊性纤维化患者的呼吸道中形成生物膜，并导致持续的感染，可能是致命的。细菌生物膜也可以在外科植入物上形成，比如人工髋关节；当他们这样做的时候，会导致植入物失败。细菌生物膜是由基因相同的细菌细胞组成，它们可以在几乎任何表面上繁殖，形成单个细胞组织和合作的群落。加州大学洛杉矶分校的研究生、该研究的共同第一作者卡尔文·李(Calvin Lee)说：形成生物膜的第一步是，细菌必须感知表面并发展附着能力，第一次能够追踪单个细胞的整个谱系的行为，发现它们的后代能够记住祖先的表面感应信号。
这一研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)网站上，并发表在《华尔街日报》印刷版上。这项研究的资深作者、达特茅斯学院的Geisel医学院的教授George O’toole说：我真的很兴奋已经了解到，在早期的生物膜形成过程中，可逆转和不可逆的连接是如何联系在一起的。这些概念在20世纪30年代被描述过，但花了近90年的时间才了解它们如何携手合作，帮助推动早期生物膜的形成。分析细胞的过程中表面“感应”，科学家们使用了一个多基因细胞跟踪方法,是由黄的研究小组，连同其他几个数据分析方法，包括一个更常见的信号处理技术用于分析投入音乐最早应用这种技术的生物测量。
该方法揭示了两件事有节奏地联系在一起：循环AMP的表达，细菌细胞内的信号分子，以及IV型pili的活动水平，即参与细胞运动的细菌细胞的附体。研究显示这些事件只相隔几个小时。细菌的感觉和记忆通过这种节奏模式，这对于他们抑制运动的决定是至关重要，成为静止的，最终不可逆转地附着在一个表面上，形成一个生物膜。白木Golestanian合作研究的资深作者说：马克斯普朗克研究所主任动态和自组织，我很惊喜地发现多少可以了解决策过程的细菌在生物膜形成早期阶段，编译一个严格的多尺度表征系统的从分子水平上生物膜的水平。
博科园-科学科普｜参考期刊：美国国家科学院院刊｜来自：加利福尼亚大学洛杉矶分校
