loading...
bakteri, Caulobacter crescentus, eksperimen
Eksperimental set-up dengan bakteri Caulobacter crescentus di chip mikofluida: setiap chip terdiri dari delapan saluran, dengan populasi bakteri yang tumbuh di setiap saluran. Bakteri melekat pada permukaan kaca oleh tangkai perekat. Ketika sel-sel bakteri membelah, salah satu dari dua sel anak tetap dalam saluran, sementara yang lain akan hanyut. Dengan menggunakan mikroskop time-lapse, siklus pembelahan sel bakteri dan probabilitas kelangsungan hidup dapat direkonstruksi.(Credit: Stephanie Stutz)

Bhataramedia.com – Sel bakteri memiliki memori singkat, tetapi kelompok bakteri dapat mengembangkan memori kolektif yang dapat meningkatkan toleransinya terhadap stres. Hal ini telah dibuktikan secara eksperimental untuk pertama kalinya pada studi yang dilakukan oleh ilmuwan EAWAG dan ETH Zurich yang diterbitkan di PNAS.

Bakteri yang terpapar konsentrasi moderat garam, bertahan hidup pada paparan berikutnya dengan konsentrasi yang lebih tinggi, lebih baik dibandingkan jika tidak ada peringatan sebelumnya. Namun, di dalam sel-sel individual, efek ini berumur pendek : hanya setelah 30 menit, tingkat kelangsungan hidup tidak lagi tergantung pada sejarah paparan. Saat ini, dua ahli mikrobiologi Eawag / ETH Zurich, Roland Mathis dan Martin Ackermann, telah melaporkan penemuan baru dengan menggunakan Caulobacter crescentus, bakteri yang ada di air tawar dan air laut.

Ketika seluruh populasi diamati, bukannya sel-sel individual, bakteri muncul untuk mengembangkan jenis memori kolektif. Pada populasi yang terpapar kondisi peringatan, tingkat kelangsungan hidup pada paparan kedua dua jam setelah kondisi peringatan lebih tinggi dari pada populasi yang sebelumnya tidak terkena. Dengan menggunakan model komputasi, para ilmuwan menjelaskan fenomena ini dalam hal kombinasi dua faktor. Pertama, stres garam menyebabkan keterlambatan pembelahan sel, yang mengarah ke sinkronisasi siklus sel; kedua, probabilitas kelangsungan hidup tergantung pada posisi sel bakteri individu dalam siklus sel pada saat paparan kedua.

Sebagai hasil dari sinkronisasi siklus sel, sensitivitas populasi berubah dari waktu ke waktu. Populasi yang sebelumnya terpapar mungkin lebih toleran terhadap peristiwa stres di masa depan, tetapi mereka mungkin kadang-kadang bahkan lebih sensitif dibandingkan populasi tanpa paparan sebelumnya.

Dilansir EAWAG (07/03/2016), Martin Ackermann berkomentar : “Jika kita memahami efek kolektif ini, maka kita dapat meningkatkan kemampuan untuk mengendalikan populasi bakteri.” Temuan ini relevan, misalnya, untuk pemahaman kita tentang bagaimana patogen dapat menolak antibiotik, atau bagaimana kinerja kultur bakteri dalam proses industri atau pabrik pengolahan air limbah dapat dipertahankan pada kondisi yang dinamis. Lagipula, bakteri memainkan peran penting dalam hampir semua proses bio dan geokimia. Dari perspektif manusia, tergantung pada proses tertentu, bakteri dapat jika berfungsi memecah polutan atau mengubah nutrisi menjadi energi, atau dapat menjadi berbahaya, terutama jika bakteri menyebabkan penyakit.”

Mathis mengatakan bahwa untuk peneliti, kesimpulan penting lain dapat ditarik : “Jika Anda ingin memahami perilaku dan nasib populasi mikroba, kadang-kadang diperlukan untuk menganalisis setiap sel.”

Referensi Jurnal :

Roland Mathis, Martin Ackermann. Response of single bacterial cells to stress gives rise to complex history dependence at the population level. PNAS, March 7, 2016 DOI: 10.1073/pnas.1511509113.