Головна / Земля / Бактерії «літають» по всьому світу, щоб ділитися одна з одною корисними генами

Бактерії «літають» по всьому світу, щоб ділитися одна з одною корисними генами

Бактерії можуть обмінюватися генами один з одним, і цей факт лякає сучасне медичну спільноту. Проблема в тому, що таким чином патогени швидко розвивають стійкість до антибіотиків.

Може здатися, що мікроби повинні знаходитися в безпосередній близькості одна від одної, щоб робити подібні «обміни даними». Однак фахівці з Росії, Франції, Чилі та Ізраїлю переконалися в протилежному.

Учені провели генетичне дослідження одного з видів бактерій, зібраних у різних куточках планети. Порівнюючи «історію хвороб мікроорганізмів», прописану в їх генах, дослідники виявили дещо цікаве.

Нагадаємо, що, коли віруси під назвою бактеріофаги вражають бактеріальні клітини, останні в разі виживання «відрізають» невеликі сегменти ДНК своїх ворогів і «зберігають їх на пам’ять». Все це дозволяє мікроорганізмам пам’ятати, як найкраще протистояти бактеріофагам, яких вони вже зустрічали.

Подібні фрагменти чужорідної ДНК можуть передаватися майбутнім поколінням, що дозволяє мікробам швидко еволюціонувати, справлятися таким чином з новими загрозами і адаптуватися до нових умов середовища.

У так званих молекулярних спогадах зберігається архів знань про всі віруси, з якими доводилося стикатися певній колонії бактерій.

Пам’ятаючи про це, дослідницька група вирішила вивчити і порівняти генетичний «анамнез» популяцій бактерій, які мешкали в різних куточках планети. Для цього фахівці зібрали кілька зразків бактерій виду Thermus thermophilus, які, як випливає з назви, добре себе почувають при високих температурах.

Всі зразки були зібрані в місцях, розташованих далеко один від одного: вулкани Везувій і Етна в Італії, два гарячих джерела на півночі і півдні Чилі і гарячі джерела на Камчатці.

Дослідники проаналізували послідовності ДНК різних популяцій. Передбачалося, що всі колонії будуть мати абсолютно різні генетичні історії. Фахівці вважали, що у всіх цих середовищах, звідки було взяти «герої» дослідження, могли з’являтися абсолютно різні віруси, які з часом могли розвести бактерії різними еволюційними шляхами. Але все виявилося зовсім не так.

«Ми виявили, що [у мікроорганізмів] було багато «спільних спогадів» – ідентичних фрагментів вірусної ДНК – які зберігаються в ДНК бактерій з різних місць в однаковому порядку. Наш аналіз може служити основою для еколого-епідеміологічних досліджень шкідливих для людини бактерій, які мають спільні гени стійкості до антибіотиків», – розповідає Костянтин Северинов, провідний автор дослідження, професор молекулярної біології і біохімії в Університеті Ратгерса в США.

Він також додає, що раніше такого роду роботи стежили за пересуваннями по світу мандрівників (люди переносять в собі безліч мікроорганізмів, а потім разом з фекаліями селять їх у нових точках на карті). Однак група Северинова виявила інший шлях, яким бактерії передають свої «спогади» побратимам.

«Наші дослідження показують, що повинен існувати глобальний механізм, що забезпечує обмін [генами] між бактеріями, які мешкають у таких віддалених одне від одного місцях. Оскільки бактерії, які ми вивчаємо, живуть у дуже гарячій воді, приблизно 71 градус за Цельсієм, неможливо уявити собі, щоб тварини, птахи або люди перевозили їх. Вони повинні переміщатися по повітрю, і цей рух має бути широкомасштабним, щоб бактерії з абсолютно різних місць мали схожі характеристики», – додає вчений.

До речі, бактерії і віруси, як вважається, цілком можуть «подорожувати автостопом» за допомогою частинок в повітрі, які несуть у небо, перш ніж повернутися на землю з дощем. Теоретично вони можуть подорожувати так на дуже великі відстані.

Що цікаво, в минулому році команда з Університету Британської Колумбії спільно з колегами з Іспанії та США довела, що в атмосфері нашої планети постійно циркулює жахлива кількість вірусів. І багато з них щодня в буквальному сенсі сиплються на голову мешканцям Землі.

Тепер дослідники планують вивчити можливі шляхи переміщення мікроорганізмів більш ретельно, взявши проби повітря на різних висотах і в різних місцях, щоб подивитися, які види бактерій там присутні.

 
comments powered by HyperComments