Бактерии “повторно перерабатывают” фрагменты ДНК
В мире вокруг нас содержится огромное количество фрагментированной и поврежденной ДНК, возраст которой может доходить до нескольких тысячелетий. Лабораторные эксперименты с ДНК и микробами показали, что бактерии могут брать короткие фрагменты ДНК из окружающей среды и пассивно включать их в свой геном. Современные бактерии оказались способными интегрировать ДНК мамонта, жившего 43,000 лет назад.
"Хорошо известно, что бактерии способны "подбирать" длинные неповрежденные фрагменты ДНК, но ученые считали, что эти частицы биологически неактивны. Однако это не так. Даже крошечного фрагмента ДНК достаточно, чтобы микробы им воспользовались. На наше исследование могут обратить внимание больницы, сталкивающиеся с проблемой устойчивости бактерий к антибиотикам. Им стоит задуматься о том, как ликвидировать остатки ДНК. Недостаточно просто убить патогенные организмы - ведь кодирующими сопротивляемость к антибиотикам фрагментами ДНК потом могут воспользоваться другие бактерии", - рассказывает Сёрен Овербалле-Петерсен ( Søren Overballe-Petersen), сотрудник Центра геогенетики Датского музея естественной истории.
Старая ДНК не просто возращает микробы в какие-то из предыдущих состояний. Поврежденная ДНК может также создавать новые комбинации из уже вполне функциональных последовательностей. Можно сравнить этот процесс с группой бактерий, копающихся в мусорной куче в поисках полезных находок. Иногда им в руки попадают настоящие сокровища, а иногда они рискуют пораниться или отравиться.
В большой перспективе поглощение бактериями коротких фрагментов ДНК представляет собой фундаментальный эволюционный процесс, для которого необходима только растущая клетка, потребляющее кусочки ДНК. Возможно, именно так изначально осуществлялся трансфер генов (или обмен ДНК между бактериями).
"Компьютерные модели показали, что даже самые древние бактерии на Земле могли делиться ДНК - но было непонятно, как это происходило. Наше исследование говорит о том, что это был даже не механизм, созданный для конкретной цели, а скорее общий процесс, спутник жизни и смерти", - заключает Овербалле-Петерсен.
Материалы исследования представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
По материалам пресс-релиза Копенгагенского университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru