Ученые выявили мутации, позволяющие бактериям быстро развивать и распространять устойчивость к антибиотикам
Исследователи из Университета Райса обнаружили генетический механизм, который позволяет бактериям не только развивать устойчивость к антибиотикам, но и чрезвычайно быстро распространять эту способность среди популяции.
«Это действительно двойной удар», — заявил биохимик Юсиф Шаму. Появление устойчивости одновременно с повышением эффективности её передачи стало неожиданным и тревожным открытием.
Суть исследования
- Ученые использовали метод экспериментальной эволюции для изучения бактерии Enterococcus faecalis (обитает в ЖКТ) и антибиотика тигециклина (производное тетрациклина).
- Ключевую роль играет мобильный генетический элемент — транспозон Tn916, который содержит ген устойчивости к тетрациклину tetM.
- Без антибиотика Tn916 передается редко (примерно 1 бактерия из 120 000). Однако в присутствии тигециклина частота передачи резко возросла до 1 из 50 бактерий.
Механизм устойчивости
- Устойчивость требовала двух мутаций: в самом транспозоне Tn916 и в гене, кодирующем рибосомный белок S10.
- Мутация в Tn916 привела к сверхэкспрессии (перепроизводству) белка TetM.
- Обычно TetM вытесняет тетрациклины с рибосомы, но не действует против тигециклина. Однако при его избытке механизм начинает работать и против этого антибиотика.
- Перепроизводство TetM также усилило подвижность транспозона Tn916, увеличивая скорость его передачи между клетками и копийность в геноме.
Значение и перспективы
- Исследование позволяет прогнозировать, как и когда у бактерий может развиться устойчивость к новым антибиотикам.
- Эта информация может помочь в разработке стратегий более разумного применения антибиотиков и создания препаратов, подавляющих механизмы устойчивости.
- Работа опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.