Ученые опровергли миф о том, что антибиотики ускоряют обмен генами у бактерий

Иллюстрация из работы

В новой работе группа американских микробиологов опровергла миф о том, что под действием антибиотиков у бактерий ускоряется горизонтальный перенос генов — передача генетической информации «соседям». По оценкам ученых, современные представления о влиянии антибиотиков на этот процесс могут быть сильно преувеличены.

Принято считать, что антибиотики могут стимулировать у бактерий горизонтальный перенос генов резистентности — процесс, при котором два организма, которые не являются прямыми родственниками, могут обмениваться генами. Однако этот процесс трудно изучать, поэтому исследователи знают о нем меньше, чем хотелось бы. Например, неизвестно, могут ли антибиотики напрямую влиять на процесс передачи генов или только модулируют отбор по скорости обмена. В новом исследовании ученые из США изучили динамику процесса конъюгации (контакта и передачи генов) у бактерий под действием антибиотиков и без них. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Microbiology.

В экспериментах ученые использовали девять патогенных микроорганизмов, в популяциях которых быстро распространяется устойчивость к антибиотикам. В ходе исследования на выбранные штаммы воздействовали сублетальными дозами десяти наиболее распространенных антибиотиков разных классов, то есть у них был различный механизм работы. Под действием антибиотика в такой концентрации клетки впадали в своеобразный анабиоз: они не делились и не умирали, но были способны к конъюгации. Динамику происходящего при этом обмене генами сравнивали с аналогичными процессами в контрольных образцах, не обработанных антибиотиком.

К удивлению ученых, результаты анализа показали, что в большинстве случаев скорость горизонтального переноса в экспериментальных и контрольных образцах была примерно одинаковой, а иногда даже уменьшалась с ростом концентрации антибиотика. По словам исследователей, динамика резистентности была связана с изменениями в отборе бактерий: разные антибиотики по-разному влияли на этот процесс. Для некоторых антибиотиков (например, тетрациклина) было показано прямое влияние на ген, способствующий распространению резистентности. Однако авторы работы отмечают, что подобные механизмы весьма специфичны и встречаются довольно редко.

В целом же результаты исследования показали, что антибиотики не способствуют распространению устойчивости напрямую через глобальные изменения на клеточном уровне. В будущем ученые планируют более детально выяснить, как устроен этот процесс и разработать более эффективные протоколы терапии с использованием антибиотиков. О том, как были открыты первые антимикробные вещества и какие проблемы это повлекло за собой, читайте в материале «Чердака».
Теги:

Читать еще на Чердаке: