細(xì)菌質(zhì)粒很容易獲得新基因并將其傳播到新物種

謝菲爾德大學(xué)的一項新研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌質(zhì)粒很容易獲取新基因并將其傳播到新物種 - 這是細(xì)菌物種間抗生素抗性轉(zhuǎn)移的一個日益重要的問題。質(zhì)粒是DNA的環(huán)狀分子，可以在相鄰細(xì)菌之間復(fù)制。當(dāng)它們攜帶有用的基因時，它們可能對細(xì)菌有益，但是當(dāng)它們攜帶的基因無用時，質(zhì)粒通常是繁重的，當(dāng)它們在細(xì)菌之間傳播時有點像寄生蟲。大學(xué)動物與植物科學(xué)系的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)質(zhì)?？赡茏钸m合在物種之間傳播基因，當(dāng)它們像寄生蟲一樣，而不是在它們有益時。

在該研究中，謝菲爾德團(tuán)隊與約克大學(xué)和利物浦大學(xué)的科學(xué)家合作，在“ 自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化”雜志上發(fā)表了研究，在土壤“微觀世界”中建立了細(xì)菌種群。這些由接種細(xì)菌的少量土壤組成，所述細(xì)菌攜帶在汞存在下有益的質(zhì)粒。

通過添加少量汞，研究人員可以控制質(zhì)粒是有益的還是寄生的。在對基因組進(jìn)行測序之前，研究人員允許細(xì)菌和質(zhì)粒在這些條件下進(jìn)化數(shù)百代。

謝菲爾德大學(xué)研究的首席研究員Jamie Hall博士說：“我們對測序結(jié)果感到非常驚訝。“在幾個種群中，質(zhì)粒從一個物種中汲取了基因并將它們傳播到另一個物種。我們知道這可能會發(fā)生，但我們并沒有期待看到這么多。最有趣的是，質(zhì)粒最好是采集基因和轉(zhuǎn)移當(dāng)物種像寄生蟲一樣時它們之間。

“如果質(zhì)粒是有用的，那么細(xì)菌傾向于從它們的親本那里繼承它。但是如果質(zhì)粒沒有用，那么細(xì)菌更有可能從它們的鄰居那里撿起它 - 因此更容易撿起鄰居的其他基因太。”他補(bǔ)充說：“如果我們想象細(xì)菌就像20世紀(jì)90年代的PC電腦一樣，它們交換的基因是程序，質(zhì)粒就像軟盤一樣 - 能夠復(fù)制自己以及它們可能在相鄰細(xì)菌之間攜帶的任何其他基因。”

細(xì)菌進(jìn)化，特別是對抗生素的抗藥性，是一種新興的公共衛(wèi)生威脅。質(zhì)粒也可以吸收和轉(zhuǎn)移抗生素抗性基因，因此這項研究的結(jié)果表明對醫(yī)院管道和廢水處理廠這樣的地方的關(guān)注可能為質(zhì)粒在物種間移動基因提供了機(jī)會。

霍爾博士說：“我們的研究表明，細(xì)菌可以快速進(jìn)化，特別是通過從鄰居那里獲取基因，質(zhì)?？赡茉谶@一過程中發(fā)揮重要作用。”

理解有利于質(zhì)粒擴(kuò)散的條件是這個難題的重要組成部分。”

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