Смертельные бактерии обмениваются данными об антибиотиках

Оказывается, распространение устойчивости к антибиотикам может быть не таким ограниченным, как мы предполагали, что дает большему количеству видов гораздо более легкий доступ к устойчивости к антибиотикам, чем предполагали предыдущие модели.

Результаты получены в результате исследования, проведенного ученым в области биоинформатики Яном Зримеком из Технологического университета Чалмерса в Швеции, который искал признаки подвижности между элементами ДНК, называемыми плазмидами.

Если бы геном был поваренной книгой, плазмиды можно было бы представить как отдельные клочки бумаги с ценными рецептами, украденными у друзей и родственников. Многие из них содержат инструкции по изготовлению материалов, которые могут помочь бактериям выжить в стрессовых условиях.

А для бактерий доза антибиотиков вызывает стресс.

Хотя мы использовали их в качестве лекарств на протяжении большей части ста лет, правда в том, что мы просто черпали вдохновение из гонки вооружений микробов, которая может быть почти такой же старой, как сама жизнь.

По мере того как разные виды микробов изобретали новые способы сдерживать рост своих бактериальных конкурентов на протяжении веков, бактерии придумали новые способы их преодоления.

Эти защитные меры часто сохраняются в кодировании плазмиды, что позволяет бактериальным клеткам легко обмениваться сопротивлением посредством процесса, называемого конъюгацией. Если это слово вызывает мысли о встречах во время посещения тюрьмы, вам нужно немного расширить свое воображение, чтобы представить его ... между одноклеточными организмами.

Для того, чтобы плазмиды широко распределены между клетками в акте бактериальной проделки, они должны обладать области генетического кодирования называется происхождение - из - последовательности передачи, или Orit.

Эта последовательность взаимодействует с ферментом, который разрезает плазмиду для облегчения копирования, а затем снова запечатывает ее. Без oriT “секретный рецепт“ плазмиды останется у своего владельца.

В прошлом считалось, что каждая плазмида должна обладать как oriT, так и кодом фермента, чтобы он мог использоваться в актах конъюгации.

Сегодня ясно, что фермент не обязательно специфичен для какой-либо конкретной последовательности oriT, а это означает, что если бактериальная клетка содержит множество плазмид, некоторые могут извлечь выгоду из ферментов, кодируемых другими.

Если мы хотим создать каталог плазмид, которыми можно будет поделиться, включая те, которые содержат инструкции по устойчивости к антибиотикам, нам просто нужно знать, сколько из них содержат последовательность oriT.

К сожалению, поиск и количественная оценка этих последовательностей - трудоемкая и трудоемкая работа. Таким образом, Zrimec разработал гораздо более эффективные средства поиска oriT, основанные на уникальных характеристиках физических свойств кодирования.

Он применил свои результаты к базе данных из более чем 4600 плазмид, вычислив, насколько распространены мобильные плазмиды на основе распространенности oriT.

Оказывается, мы, вероятно, сильно ошиблись в том, насколько распространена эта важная последовательность, поскольку результаты Zrimec в восемь раз выше, чем у предыдущих оценок.

Принимая во внимание другие факторы переноса, это может означать, что среди бактерий в два раза больше мобильных плазмид, чем мы предполагали, и в два раза больше видов бактерий обладают ими. И это еще не все.

Было еще одно открытие, сделанное Zrimec, которое вызывает беспокойство.

“Плазмиды принадлежат к разным мобильным группам или группам MOB, поэтому они не могут передаваться между любыми видами бактерий“, - говорит Зримек .

Тем не менее, его исследование теперь предполагает, что половина последовательностей oriT, которые он нашел подходящими для конъюгации ферментов из другой группы MOB, в целом, предполагает, что границы между видами бактерий могут быть более проницаемыми для плазмид, чем мы думали.

Все это тревожные новости в свете гонки за разработкой новых антибактериальных средств .

“Эти результаты могут означать, что существует надежная сеть для передачи плазмид между бактериями в организме человека, животных, растений, почвы, водной среды и промышленности, и это лишь некоторые из них“, - говорит Зримек .

“Гены устойчивости естественным образом встречаются у многих различных бактерий в этих экосистемах, и гипотетическая сеть может означать, что гены из всех этих сред могут быть переданы бактериям, вызывающим болезни у людей“.

Это гонка вооружений, в которую мы вступили, чтобы спасти жизни - даже не представляя, насколько умелыми бактериями будут соответствовать нашей огневой мощи.

Подобные технологии помогут нам лучше понять, с чем мы сталкиваемся. И уже выглядит не очень.

Напомним, ранее сообщалось, что ученые объяснили превращение безвредной бактерии в смертельную.

Источник