Вращение к устойчивости: скрытая роль жгутиков

Новое исследование Еврейского университета в Иерусалиме показывает, как движение бактерий влияет на распространение устойчивости к антибиотикам. Учёные обнаружили прямую связь между вращением бактериальных жгутиков (структур для движения) и активацией генов, позволяющих бактериям передавать ДНК друг другу.

Этот процесс, известный как бактериальная конъюгация, — ключевой механизм обмена генетическими признаками, особенно устойчивостью к антибиотикам. Исследование сосредоточено на конъюгативной плазмиде pLS20, широко распространённой у видов Bacilli. Оно показывает, что в жидкой среде, где бактерии активно двигаются, вращение жгутиков служит механическим сигналом, который включает набор генов, необходимых для передачи ДНК.

Этот сигнал запускает экспрессию генов в определённой подгруппе клеток-доноров, которые затем образуют кластеры с клетками-реципиентами. Эти многоклеточные кластеры обеспечивают тесный контакт, облегчая перенос генетического материала.

Критически важно именно вращение жгутиков, а не просто их наличие. Когда вращение нарушали — генетически или путём увеличения вязкости среды — активность конъюгации значительно снижалась. Это указывает, что подвижность бактерий служит не только для движения, но и механосенсорным сигналом для генетического обмена.

«Наше исследование предлагает новую концепцию: синхронизация передачи ДНК с подвижным образом жизни бактерий даёт плазмиде преимущество для распространения в удалённые экологические ниши», — сказала профессор Сигаль Бен-Йехуда.

Эти результаты дают важное понимание того, как мобильные генетические элементы синхронизируются с физиологией хозяина для усиления собственной передачи. Понимание этих механизмов может помочь в разработке новых стратегий для ограничения распространения устойчивости к антибиотикам.

Исследование опубликовано в The EMBO Journal.