کشف ترتیب ژنتیکی جدید در باکتری های مقاوم به تتراسایکلین

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، تیمی به سرپرستی محققان آزمایشگاه بیولوژیکی دریایی گزارش می دهند که یک ژن مقاوم به آنتی بیوتیک ساختاری غیرعادی ایجاد می کند که ممکن است محافظت دائمی در برابر تتراسایکلین در یک باکتری معمولی روده ایجاد کند.

محققان آزمایشگاه بیولوژیکی دریایی (MBL) و همکارانش ترتیب ژنتیکی جدیدی پیدا کرده اند که ممکن است به باکتری رایج در روده انسان، Bacteroides fragilis، کمک کند تا از خود در برابر تتراسایکلین، یک آنتی بیوتیک پرمصرف، محافظت کند.

در حالی که این یافته ها مستقیماً به راه های جدیدی برای مبارزه با باکتری های مقاوم به تتراسایکلین منتهی نمی شوند، محققان ترتیبات ژنتیکی را که قبلاً دیده نشده بود کشف کرده اند که مقاومت آنتی بیوتیکی را ایجاد می کنند. چنین درک ممکن است به توسعه راه های جدید برای محدود کردن گسترش ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی، از طریق دستکاری ژنتیکی یا ابزارهای دیگر کمک کند.

این یافته ها در مجله mBio توسط جوزف وینیس، میچل سوگین و بلر پل، دانشمندان MBL و همکارانش از MBL، آزمایشگاه ملی آرگون و دانشگاه شیکاگو در مجله mBio گزارش شده است.

باکتری مورد مطالعه آنها، Bacteroides fragilis، از یک بیمار مبتلا به کولیت اولسراتیو بازیابی شد، جایی که مشخص شد در طول دوره های التهاب فراوان است. این تیم مجموعه بزرگی از نمونه ها را برای تجزیه و تحلیل از بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده که برای کاهش التهاب تحت عمل جراحی قرار گرفته بودند، داشتند.

وینیس می گوید، وقتی به داده ها نگاه کردیم، یک سیگنال بسیار قوی وجود داشت که تعداد زیادی کپی از مناطق خاصی از ژنوم باکتری ها را نشان می داد. یکی از این مناطق، که ژن های زیادی را در بر می گیرد، در نمونه بسیار فراوان بود، و بعداً آنها توانستند تعیین کنند این ناحیه با کپی بالا حاوی مقاومت تتراسایکلین است.

این بخش های با کپی بالا از ژنوم حاوی قطعات DNA بودند که می توانند در ژنوم حرکت کنند یا حتی به ژنوم دیگری بپرند. واینیس می گوید که این عناصر ژنتیکی متحرک که ترانسپوزون ها نامیده می شوند، روش های مهمی برای باکتری ها برای ایجاد سازگاری با محیط بدون نیاز به اختراع کامل آنها هستند. و در روده های انسان، جایی که تعداد زیادی از گونه های باکتری روده دائماً در مجاورت یکدیگر هستند، پتانسیل تبادل واقعاً زیاد است و وقتی التهاب وجود دارد این میزان افزایش می یابد.

چنین تبادل مواد ژنتیکی بین گونه های مختلف، انتقال افقی نامیده می شود. بلر پل، دستیار دانشمند در MBL، می گوید که ما فکر می کنیم این ترانسپوزون ها در واقع یک وسیله کلیدی برای انتقال افقی ژن هستند.

وینیس می گوید در این مورد، باکتری ها ظاهراً وقتی تتراسایکلین در محیط وجود دارد احساس می کنند و یک آبشار کامل از تولید یک ترانسپوزون حاوی ژن مقاومت را آغاز می کنند.

آنها دریافتند که بخشی از ترانسپوزون حاوی ژن مقاومت به دو شکل مختلف در یک ژنوم وجود دارد: گاهی اوقات به شکل خطی طبیعی خود است و گاهی اوقات به صورت دایره ای در می آید. هر دو شکل به یکباره در ژنوم Bacteroides fragilis رخ می دهند، اما شکل خطی حاوی یک درج ژنومی منحصربه فرد در ناحیه DNA است که ماشینی را برای mobilization در سلول های دیگر رمز می کند.

افزایش بیان این گروه از ژن ها به طور بالقوه با موفقیت Bacteroides fragilis در طول التهاب مرتبط است، اگرچه ارتباط هنوز ثابت نشده است و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. اما پل می گوید این یافته ها سوالات جدیدی را در مورد نقش انتقال ژن در سلامت انسان، بلکه از نظر نحوه کنترل این ترانسپوزون ها و اینکه چگونه ممکن است در طول زمان به صورت تکاملی تغییر کنند، ایجاد می کند.

واینیس می گوید: این یافته درک ما را از دنیای مقاومت آنتی بیوتیکی تغییر نمی دهد، اما مکانیسم جدیدی است که حداقل می توانیم به دنبال آن باشیم. حملات و دفاع های زیادی در دنیای میکروبی اتفاق می افتد که ما حتی از آنها کاملاً آگاه نیستیم.