Новое исследование во главе с Имперским колледжем Лондона нашло, что этот процесс – названный перекомбинацией – более сложен, чем сначала считалось. Результаты, изданные сегодня в Генетике PLoS, могли помочь нам понять, почему бактерии, которые вызывают серьезные болезни, в состоянии уклониться от вакцин и быстро стать стойкими к препарату.Доктор Рэфэл Мостоуи из Высшей школы здравоохранения Имперского колледжа Лондона объясняет: «Во время перекомбинации бактерии могли бы включить новую ДНК, которая делает их стойкими к лечению, или они могут взять гены, которые изменяют их поверхностную структуру, позволяя им уклониться от вакцин. Хотя мы знали в течение почти века, что перекомбинация происходит, это только, так как упорядочивающая ДНК стала доступной, который мы были в состоянии определить, как часто это происходит и насколько значительный изменения».
Ученые из Имперского колледжа Лондона, Высшей школы здравоохранения Гарварда и Института Wellcome Trust Sanger изучили два ‘происхождения’ Стрептококка бактерии pneumoniae (известный как pneumococcus), один из которых стойкий к наркотикам. Pneumococcusis одна из главных причин пневмонии, менингита и сепсиса; Всемирная организация здравоохранения оценивает, что 1,1 миллиона детей моложе пять умирают каждый год от одной только пневмонии.Используя последовательности ДНК штаммов бактерий, собранных, более чем 36 лет, доктор Мостоуи и его коллеги смогли восстановить эволюционное дерево для двух ‘происхождений’, нанеся на карту, когда новая ДНК была принята и как бактерии развились в результате. Хотя перекомбинация всегда считалась однородным процессом, модели показали, что два отличных типа перекомбинации – назвали микро и макро-.
В ‘микроперекомбинации’ бактерии регулярно включают небольшие количества ДНК, которые имеют мало значения к их геному. Хотя ‘макроперекомбинация’ происходит менее часто, она включает бактерии, берущие большие количества ДНК, которые вносят существенное изменение в геном. Именно этот второй процесс ученые верят, позволяет бактериям изменить свою внешность, чтобы уклониться от вакцин или потенциально взять сопротивление медикаментозному лечению.Ученые нашли, что перекомбинация часто происходила в эволюции более стойкого происхождения, которое они изучили, и менее часто в менее стойком происхождении.
Однако было ясно из упорядочивающих данных, что оба напряжения подверглись микро – и макроперекомбинация.«Это – важный шаг вперед в нашем понимании того, как перекомбинация может привести к бактериям, уклоняющимся от вакцин и приобретающим устойчивость к антибиотикам», говорит доктор Мостоуи. «В настоящее время у нас есть эффективное средство предотвращения и лечения пневмококкового заболевания, но не ясно, как бактерии ответят в долгосрочной перспективе».
Доктор Ник Крукэр, соедините первого автора на исследовании из Высшей школы здравоохранения Империала, добавляет, что «Эта работа показывает, что pneumococci может претерпеть потенциально клинически важные изменения очень быстро. К счастью, целый упорядочивающий геном, технология, которая сделала это открытие возможным, также открывает большую перспективу как средство контроля появления этих мутантов в будущем..»Профессор Кристоф Фрейзер, также из Высшей школы здравоохранения в Имперском и ведущем авторе исследования, говорит: «А также будучи важной для здравоохранения, перекомбинация у бактерий биологически захватывающая; эволюционная цель поглотить ДНК от мертвого и возможно только свободно связанных бактерий таинственная.
Бактерии делали это в течение долгого времени, намного дольше, чем у нас были антибиотики или вакцины, и у нас нет убедительного объяснения того, почему это происходит. Смотря на процесс, используя геномику, мы видим, что у этого процесса есть два отличных способа, и мы надеемся проверить различные эволюционные модели против этих новых данных».
Исследователи теперь смотрят на то, уникальны ли два типа перекомбинации, которую они определили, для pneumococcus или могут быть найдены у других бактерий.