Ученые показали, что бактерии-эгоисты отказываются делиться своими генетическими преимуществами
Исследователи из Еврейского университета Иерусалима выяснили, что бактерии способны блокировать передачу полезных генов соседям, используя специальные белки для разрушения ДНК в процессе обмена.
В науке доминирует убеждение, что бактерии свободно и бесконтрольно обмениваются генетическим материалом. Но новое исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, показывает, что этот процесс жестко регулируется. Далеко не всегда бактерии ведут себя как альтруисты.
Микробы используют нанотрубки – крошечные межклеточные мостики – для передачи плазмид, несущих, например, гены устойчивости к антибиотикам. Но такая передача несимметрична: или донор активно отдает ДНК, или реципиент активно ее забирает.
Микробиологи обнаружили белок YokF, который выполняет роль молекулярного "привратника". Этот фермент специфически распознает и расщепляет ДНК непосредственно во время ее перемещения по нанотрубкам. В результате бактерия-владелец при попытке "высосать" из нее ценный признак может заблокировать его передачу окружающим особям. Подобный механизм дает обладателю гена конкурентное преимущество в плотных микробных сообществах, позволяя сохранять уникальные свойства только для себя.
Исследователи установили, что белки, подобные YokF, широко распространены, и блокировка ДНК при передаче является активной эволюционной стратегией бактерий. Понимание работы этих защитных систем крайне важно для медицины: именно через плазмиды чаще всего распространяется устойчивость к лекарствам. Контроль этого процесса может помочь ученым найти методы ограничения передачи генов резистентности в больничной среде.
Соавтор работы профессор Сигаль Бен-Иегуда отмечает: "Наши результаты показывают, что бактерии не просто пассивно обмениваются генетическим материалом, но активно контролируют тех, кто получает доступ к этим ценным ресурсам". Это открытие меняет представление о социальной жизни микробов и открывает новые пути борьбы с супербактериями.