Не братья близнецы: почему у бактерий одной популяции различается геном
У человека гены матери и отца смешиваются, формируя различные комбинации и, как следствие, индивидуальные различия — даже между родными братьями и сестрами. Бактерии же размножаются простым клеточным делением и каждое последующее поколение наследует от предыдущего точную копию геном, то есть, по сути, происходит клонирование. Но, как удалось выяснить немецким ученым, генетические различия между «братьями» и «сестрами» возникают и при таком способе размножения.
«Бактерии должны сохранять приспосабливаемость, поскольку окружающие их условия постоянно меняются. И в первую очередь это касается патогенов, которые постоянно борются с иммунной системой человека и должны быть способны выживать под воздействием принимаемых им антибиотиков», — объясняет руководитель исследовательской группы Симон Хайльброннер.
Год назад ученым удалось выяснить, что у золотистого стафилококка многие части генома могут быть представлены во множестве копий, и количество этих копий сильно варьируется у отдельных родственных друг другу бактерий. Дублирование происходит во время размножения и геном бактерий может таким образом удлиняться или укорачиваться: «Прямо как гармошка», — говорит Хайльброннер.
Именно эти копии и формируют индивидуальные различия между «братьями» и «сестрами» у бактерий. Более длинный геном обеспечивает повышенную выработку протеинов в клетках бактерии, и эти протеины могут, например, выводить антибиотики из клеток или же влиять на иммунную систему, повышая тем самым шансы микроорганизма на выживание.
При этом авторы исследования утверждают, что под воздействием антибиотиков у золотистого стафилококка происходит активизация обнаруженной ими генетической дупликации. Ученые уверены, что их открытие имеет большое значение как для изучения опасных для человека патогенов, так и для создания новых форм терапии.