Mokslininkai atrado, kad bakterijos gali naudoti savo “imuninę sistemą” tam, kad sprogsta ir dalinasi savo DNR, taip skatindamos antibiotikų atsparumo plitimą. Tyrimas, atliktas John Innes Centre, atskleidžia, kaip šios bakterijos naudoja virusams panašias daleles, vadinamas genų perdavimo agentais (GTA), kad greitai perduotų naudingas genetines savybes tarp kaimyninių ląstelių.
Bakterijų gebėjimas dalintis genais
Bakterijos, tyrimų autorių teigimu, yra gebančios prisitaikyti ir modifikuoti senovinius virusus, kad būtų naudojami kaip DNR pernešėjai. Šios dalelės, panašios į bakteriofagus, dabar veikia kaip mažos pristatymo transporto priemonės, kurios „surinka“ DNR fragmentus iš vienos bakterijos ląstelės ir perduoda jas kitoms gretimoms ląstelėms.
Horizontalaus genų perdavimo procesas
Šis procesas, žinomas kaip horizontalus genų perdavimas, leidžia bakterijoms greitai dalintis naudingomis savybėmis, įskaitant genus, kurie padeda joms išgyventi antibiotikų gydymo metu. Vienas iš esminių šio proceso etapų yra bakterinės ląstelės lūžimas, kuris leidžia GTA dalelėms išsiskirti. Anksčiau mokslininkams nebuvo visiškai aišku, kaip šios dalelės išeina iš savo šeimininkės ląstelių.
Kontrolinis genų klasteris
Tyrime, kuris buvo paskelbtas žurnale Nature Microbiology, mokslininkai naudojo gilių sekoskaitos metodą, kad nustatytų genus, dalyvaujančius GTA veikloje modelinėje bakterijoje Caulobacter crescentus. Jie nustatė trijų genų sistemą, vadinamą LypABC, kuri gamina bakterinius baltymus. Pašalinus šiuos genus, bakterijos nebegalėjo sprogti ir išleisti GTA dalelių. Kai sistema buvo per daug aktyvuota, daug ląstelių patyrė lūžimą, todėl LypABC tapo svarbiu šio proceso kontrolės centru.
Imuninės sistemos panaudojimas genų perdavimui
Ypatingai intriguojantis atradimas yra tai, kad LypABC struktūra primena bakterinę anti-fagų imuninę sistemą. Ji turi baltymų komponentų, kurie dažniausiai yra susiję su gynybos mechanizmais prieš virusus. Tačiau šiuo atveju sistema, atrodo, buvo pritaikyta padėti išleisti GTA daleles ir skatinti genų perdavimą.
Kritinė reguliacija bakterijų išlikimui
Mokslininkai taip pat atrado reguliacinį baltymą, kuris padeda išlaikyti GTA veiklą griežtoje kontrolėje. Ši reguliacija yra ypač svarbi, nes netinkamas LypABC aktyvavimas gali būti labai toksiškas bakterinėms ląstelėms. Šis tyrimas atskleidžia, kaip bakterinės sistemos gali būti lankščios ir kaip genai juda tarp ląstelių, kas yra esminis antibiotikų atsparumo plitimo veiksnys.
Nauji įrodymai kovojant su antibiotikų atsparumu
Pirmasis tyrimo autorius, daktaras Emma Banks, pabrėžė: “Ypač įdomu, kad LypABC atrodo kaip imuninė sistema, tačiau bakterijos ją naudoja GTA dalelėms išleisti. Tai rodo, kad imuninės sistemos gali būti pritaikytos bakterijoms dalintis DNR, o tai gali prisidėti prie antibiotikų atsparumo plitimo.” Toliau mokslininkai sieks suprasti, kaip LypABC sistema aktyvuojama ir kaip ji kontroliuoja bakterijų ląstelių plyšimą, kad išleistų GTA daleles.
