batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Category:

Кишечные палочки от одиночества начинают быстрее мутировать

Если у бактерий мало друзей, они не печалятся. Они замышляют. Их ДНК начинает мутировать с более высокой скоростью. И это плохие новости для людей и их антибиотиков.



«Лично у меня вызывает удивление, почему это не было обнаружено раньше», – говорит Кристофер Найт из Манчестерского университета (Великобритания), руководитель исследования, вскрывшего важную деталь из жизни E. coli. Никаких высоких технологий здесь задействовано не было. Член научной группы Рок Красовец просто выращивал кишечных палочек в условиях разного количества пищи и смотрел, как они отреагируют на воздействие антибиотика рифампицина, обычно применяемого против туберкулезных бацилл. Подсчитав частоту мутации, обеспечившей выжившим бактериям сопротивляемость антибиотику, Красовец увидел, что у тех палочек, которые получали меньше пищи, размножались медленнее и образовывали менее плотные популяции, было в три раза больше мутаций, чем у их более сытых родственников, сформировавших густо заселенные колонии.

По словам Найта, микробиологи обычно ищут и целенаправленно создают штаммы, мутирующие в сотни раз быстрее, чем обычно. Из-за этого эффект увеличения частоты мутаций в три раза у более разреженной популяции оставался без внимания. Однако в природе это небольшое по лабораторным меркам изменение может существенно повысить шансы на выживание и успешное приспособление к неблагоприятным факторам.

Ученые провели серию тестов, чтобы выявить конкретные факторы, повышающие чисто мутаций, но лишь один из них оказался существенным – близость друг к другу отдельных бактерий. Скорость мутационного процесса в популяции заметно снижалась в условиях повышенной плотности. Был определен и ген, от которого зависел данный эффект, – luxS. Бактерии, у которых он отсутствовал, росли с той же скоростью, что и нормальные бациллы, но скорость мутаций у них оставалась одинаковой вне зависимости от плотности популяции. Ген luxS, как известно, вовлечен в т.н. чувство кворума у бактерий – под этим термином понимается способность координировать поведение в зависимости от плотности населения посредством молекулярных сигналов. Когда бактерии чувствуют, что популяция превысила некий пороговый уровень, в них внезапно включаются гены, которые делают их патогенными для хозяина, или они начинают образовывать биопленку.

У кишечных палочек luxS вызывал снижение или повышение скорости мутаций в ответ на увеличение плотности популяции, т.е. он определяет не одностороннее изменение скорости мутаций, а ее «гибкость». Интуитивно понятно: если бактерия замечает, что ее товарищи не слишком успешно выживают, то имеет смысл что-то поменять внутри себя, чтобы самой не пасть жертвой отбора. Сейчас Найт и Красовец пытаются проверить это на практике и выяснить молекулярный механизм данного процесса. В перспективе можно научиться сдерживать скорость мутаций у бактерий, что особенно полезно, когда они всеми правдами и неправдами стремятся выработать резистентность к антибиотикам. Все же человечеству выгоднее, когда одинокие бактерии остаются одинокими.

По материалам: Discover Magazine. Копия поста: ВКонтакте
Научная статья: Nature Communications (Krašovec et al., 2014)
Tags: клетки и гены, микробы
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments