@ 2014.05.02 , 22:51

细菌是如何□□的

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细菌虽然没有常规的两性□□,但它们可以通过插入的方式将自己的遗传物质与死去细菌的DNA进行混合。

伦敦帝国理工学院进行了新的研究,他们将这个过程称之为重组,相比对细菌繁殖行为的首次猜测,这次研究得出的过程更为复杂。研究结果可以帮助我们了解为什么细菌具有严重的致病性以及它们为何能够躲避疫苗并迅速产生耐药性。

伦敦帝国理工公共卫生学院的Rafal Mostowy博士表示,在重组过程中,细菌可能产生新的DNA让他们抵抗治疗效果。或者它们改变了基因的表面结构,以至于成功躲避疫苗。虽然在一个世纪以前我们就已经知道了重组过程的存在,但是我们只把DNA测序过程用来确定重组过程发生的频率和这种变化的重大意义。

伦敦帝国理工、哈佛大学公共卫生学院以及英国剑桥圣格研究院的科学家们研究了两组遗传谱系的肺炎链球菌(被称为肺炎球菌),其中一组具有耐药性。Pneumococcusis是导致肺炎、脑膜炎和败血症的主要元凶之一,世界卫生组织估计每年有110万5岁以下的儿童死于肺炎。

通过对36年来收集的细菌菌株进行DNA测序,Mostowy博士和他的同事们能够为这两个谱系的细菌重建进化树,从而反映新DNA何时产生以及细菌最终的进化方向。虽然重组过程一直被认为是统一的,但模型却表现出了两种不同的类型,我们称之为微观和宏观。

在“微观的重组”过程中。细菌会定期合并少量的DNA,让基因组产生差异。尽管这个过程发剩的频率较低,但它却涉及到让细菌发生标志性变化的大量DNA。科学家们认为,这是细菌通过改变外部结构来躲避疫苗和对抗药物治疗的第二步。

科学家们还发现,重组现象在抗性更强的细菌中出现的更频繁。在测序数据中可以很明显的看出这两株细菌进行了微观与宏观上的重组。

“对我们的研究来说,这是很大的进步。我们可以了解重组现象如何使细菌躲避疫苗和产生对抗生素的抗性。”Mostowy博士说。“现阶段我们的确有预防和治疗肺炎球菌病的有效手段,但从长远来看还不知道细菌会发生怎样的变化。”

Nick Croucher博士说,这项工作表明肺炎双球菌可以快速接受重要的潜在临床变化。幸运的是,全基因组测序技术可以发现这种变化,并可以在未来的时间内对这些突变体进行监控。

Christophe Fraser教授发表了自己的观点,作为公共卫生的重要部分,细菌的重组是生物界的奇迹,从死亡细菌中吸取DNA来达到进化的目的以及与其他细菌之间的关系都显得尤为神秘。疫苗和抗生素被发明之前,细菌就已经进行着这种行为,我们对其原因的探寻却没有令人信服的解释。运用基因组学来观察这一过程,让我们看到这种过程的两种模式,我们希望针对这些新数据进行不同进化模式的测定。

研究人员正在观察他们确定的两种重组模式是否只存在于肺炎球菌,或者在其他细菌中也出现了这种现象。

本文译自 sciencedaily,由译者 千里之外 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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