Секретная «половая жизнь» бактерий: исследование бросает вызов старым представлениям о формировании видов

Новое исследование Костаса Константинидиса и его коллег показывает, что бактерии не только формируют виды, но и поддерживают целостность вида с помощью процесса, который можно назвать отчасти «половым».

Ранее считалось, что бактерии эволюционируют в основном за счёт бинарного деления (бесполого размножения) и редкого генетического обмена. Однако, используя новый биоинформатический метод для обнаружения переноса генов и большой массив данных полных геномов, международная команда исследователей обнаружила, что бактерии эволюционируют и образуют виды более «половым» путём, чем предполагалось.

Ключевые выводы исследования:

• Учёные проанализировали полные геномы более 100 штаммов Salinibacter ruber из Испании и опубликованные геномы Escherichia coli из Великобритании.
• Процесс гомологичной рекомбинации играет главную роль в поддержании целостности микробных видов. При этом бактерии обмениваются ДНК и интегрируют её в свой геном, заменяя собственную схожую ДНК.
• Рекомбинация происходит часто и случайным образом по всему геному, а не только в отдельных его участках.
• Члены одного вида чаще обмениваются ДНК друг с другом, чем с представителями других видов, что способствует формированию чётких границ между видами.

«Это может принципиально отличаться от полового размножения у животных, растений, грибов и других организмов, где ДНК обменивается во время мейоза, но результат с точки зрения сплочённости вида может быть схожим», — пояснил Константинидис. — «Это постоянное перемешивание генетического материала действует как объединяющая сила, сохраняя сходство членов одного вида».

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, имеет значение для экологии, эволюции, медицины и эпидемиологии, а разработанная методология предоставляет инструментарий для будущих исследований микробного разнообразия.