Новые данные о бактериальном аналоге полового размножения

Исследователи из Imperial College London обнаружили, что процесс рекомбинации у бактерий — поглощения ДНК из мёртвых клеток и встраивания её в собственный геном — сложнее, чем считалось. Результаты, опубликованные в PLoS Genetics, могут объяснить, как патогенные бактерии ускользают от вакцин и быстро приобретают устойчивость к лекарствам.

Два типа рекомбинации

Учёные изучили две линии бактерии Streptococcus pneumoniae (пневмококка), вызывающей пневмонию, менингит и сепсис. Используя данные секвенирования штаммов, собранных за 36 лет, они построили эволюционное древо и выявили два типа рекомбинации:

• Микрорекомбинация — частое поглощение небольших фрагментов ДНК, мало влияющих на геном.
• Макрорекомбинация — редкое, но масштабное поглощение ДНК, значительно меняющее геном. Именно этот процесс, по мнению учёных, позволяет бактериям менять поверхностную структуру для уклонения от вакцин или приобретать устойчивость к препаратам.

Эволюционные последствия

Рекомбинация чаще происходила в эволюции более устойчивой к лекарствам линии. Однако данные секвенирования показали, что обе линии подвергались обоим типам рекомбинации.

Значение для науки и медицины

• Д-р Рафал Мостовы (Imperial College London): «Это большой шаг вперёд в понимании того, как рекомбинация приводит к уклонению от вакцин и устойчивости к антибиотикам».
• Д-р Ник Краучер (Imperial College London): «Эта работа показывает, что пневмококки могут быстро претерпевать клинически значимые изменения. Секвенирование всего генома позволит отслеживать появление таких мутантов».
• Проф. Кристоф Фрейзер (Imperial College London): «Эволюционная цель поглощения ДНК из мёртвых бактерий остаётся загадкой. Геномные данные показывают два различных режима этого процесса».

Исследователи теперь изучают, уникальны ли выявленные типы рекомбинации для пневмококка или характерны для других бактерий.