คงเคยได้ยินสุนัขของพาลอฟ สุนัขที่ถูกนักจิตวิทยาชื่อดังของรัสเซีย อีวาน พาลอฟเลี้ยงเพื่อศึกษาพฤติกรรม โดยทดลองการให้อาหารพร้อมสั่นกระดิ่ง มาตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าแบคทีเรียก็มีพฤติกรรมคล้ายเช่นนี้เหมือนกัน ซึ่งไม่เคยเห็นพฤติกรรมเช่นนี้มาก่อนในสัตว์เซลล์ดียว

นักวิทยาศาสตร์ต่างรู้กันดีว่าจุลินทรีย์สามารถมีการตอบสนองอย่างง่ายเมื่อเปลี่ยนสิ่งแวดล้อม ซึ่งหากเปลี่ยนสิ่งแวดล้อมนี้เป็นประจำ แบคทีเรียจะสามารถตอนสนองก่อนที่จะเกิดการเปลี่ยนได้ งานวิจัยนี้ทำขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยพรินสตัน

โดยทีมงานได้ทดลองสร้างแบบจำลองขึ้นในคอมพิวเตอร์ เพื่อหาระบบว่าพฤติกรรมของแบคทีเรียพัฒนามาเช่นไร ซึ่งพบว่าหากสิ่งมีชีวิตมีการรับพลังงานมากขึ้น มันก็จะสามารถเรียนรู้ได้ถึงสัญญาณอาหารที่จะมาถึงแล้วเริ่มต้นกระบวนการเมตาบอลิสม แม้ว่าสัญญาณที่ส่งไปจะเริ่มซับซ้อนขึ้น แบคทีเรียก็ยังคงสามารถตอบสนองต่อสัญญาณต่าง ๆ ได้ถูกต้อง ซึ่งได้ตีพิมพ์รายงานนี้ลงวารสาร Science

นักวิทยาศาสตร์จึงได้เฝ้าสังเกตุแบคทีเรียที่มีชื่อว่า Escherichia coli เพราะ E.coli จะได้รับอุณหภูมิอุ่นขึ้นเมื่อเข้าร่างกายมนุษย์ทางปาก และในนั้นอาจมีออกซิเจนอยู่ต่ำที่เมื่อผ่านไปยังระบบย่อยอาหาร นักวิทยาศาสตร์คิดว่าแบคทีเรียต้องใช้อุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นไปตัวส่งสัญญาณว่าจะเกิดการขาดออกซิเจน นักวิทยาศาสตร์จึงเพิ่มอุณหภูมิของจานเพาะเชื้อแบคทีเรีย E.coli และพบว่าแบคทีเรียลดกิกรรมของยีนที่จะทำงานปกติเมื่ออยู่ในภาวะออกซิเจนสูง และเมื่อเลี้ยงในภาวะออกซิเจนสูง อุณหภูมิสูงมาเรื่อย ๆ จนถึงแบคทีเรียในรุ่นที่ 100 พบว่าแบคทีเรียสามารถเรียนรู้จนหยุดการตอบสนองต่อภาวะออกซิเจนน้อย

นี้เป็นการเรียนรู้ในด้านพฤติกรรมแบคทีเรียแบบใหม่ที่ยังไม่เคยมีใครศึกษามาก่อน ซึ่งจะทำให้เราทำนายว่าสัญญาณไหนของแบคทีเรียที่จะตอบสนอง ซึ่งนี่อาจเป็นกลไกหนึ่งที่ทำให้แบคทีเรียหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันได้

ที่มา - Sciencemag.org

ต้นฉบับ - Science