Эксперименты показали как устойчивость к антибиотикам может возникать из случайных последовательностей ДНК - Гранит науки - 2021-01-12

Вопрос о возникновении новых генов, обусловливающих резистентность болезнетворных бактерий к антибиотикам, важный и все еще остающийся без ответа. В новом исследовании шведские и американские ученые показали как гены резистентности могут возникать de novo из совершенно случайных последовательностей ДНК. Результаты этой работы опубликованы в журнале PLOS Genetics. Устойчивость к антибиотикам – одна из главных проблем глобального здравоохранения: распространение резистентных бактерий вызывает заболевания, может быть причиной смерти и дорого обходится обществу. Чаще всего бактерии становятся устойчивыми в результате получения разных типов генов резистентности от других бактерий. Такие гены кодируют белки, обусловливающие устойчивость либо инактивируя антибиотик, либо снижая его концентрацию, либо изменяя мишень антибиотика таким образом, что лекарство больше не может связываться с бактерией для того, чтобы сдержать ее рост. Как только появляется ген резистентности к какому-нибудь антибиотику, он быстро распространяется среди различных патогенных бактерий и уменьшает эффективность существующих препаратов. А потому чтобы отслеживать распространение резистентности, лучше справляться с инфекцией и создавать новые антибиотики очень важно насколько возможно быстро определять и описывать новые гены устойчивости. Возникновение новых генов резистентности авторы публикации изучали в экспериментах с использованием около миллиарда созданных ими случайных последовательностей ДНК, которые помещали на плазмиду кишечной палочки Escherichia coli. Плазмиды – это молекулы ДНК, которые способны воспроизводиться внутри клетки независимо и передаются от одного микроорганизма другому.

Случайные последовательности ДНК в бактериях кодировали короткие белковые молекулы, пептиды, большинство из которых никакого влияния на жизнь бактерий не оказывали. Но шесть разных пептидов сделали кишечную палочку устойчивой к популярному антибиотику колистину, который разрушает клеточную мембрану бактерий. Эти пептиды повышают активность генов, ответственных за такие изменения в клеточной мембране, благодаря которым антибиотик утрачивает способность связываться с ней. «В двух разных исследованиях мы показали, что случайные последовательности аминокислот порождают новые функции, приносящие бактериям пользу, а именно – устойчивость к антибиотикам. Следовательно, возникновение новых функций из случайных последовательностей ДНК не так уж необычно, как принято думать», считает ведущий автор исследования Дан Андерсон (Dan I. Andersson) из Университета Уппсалы (Uppsala University). Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».