Раскрыт механизм эволюции смертельно опасных бактерий

Ученые из Института Броуда и Гарвардского университета выявили мутации, которые способствуют появлению супербактерий — микроорганизмов, устойчивых к различным антибиотикам и вызывающих неизлечимые заболевания.

Статья исследователей опубликована в журнале eLife.

Изменения в ДНК могут привести к развитию резистентности к антибактериальным препаратам. Например, микроорганизмы могут приобретать гены, отвечающие за расщепление лекарственных молекул и выведение их из клетки. Точечные мутации (затрагивающие один нуклеотид в генах) также могут изменять структуры жизненно важных белков, делая их неуязвимыми к действию антибиотиков.

В своих экспериментах биологи вырастили несколько сотен культур Mycobacterium smegmatis, родственных бактерии, вызывающей туберкулез. Микроорганизмы подвергали воздействию низких концентраций антибиотика, в результате чего погибали наиболее чувствительные к лекарству M.smegmatis. При этом оставались группы микробов-мутантов, резистентных к антибиотикам.

Ученые выяснили, что устойчивость возникла из-за изменений в генах, отвечающих за работу рибосом — органоидов, участвующих в синтезе белков. При этом антибиотики не нарушали их функций и были нацелены на другие компоненты клеток. Поэтому возникшую резистентность нельзя было объяснить развитием неуязвимости рибосом к лекарственным препаратам. Кроме того, мутации также усилили сопротивляемость M.smegmatis к тепловому шоку и другим видам стресса, которые могли бы повредить мембрану бактерии.

По мнению исследователей, обнаруженные изменения могут дать бактерии шанс выжить в среде, где присутствуют различные антибиотики. Это, в свою очередь, будет способствовать дальнейшей эволюции микроба и развитию устойчивости к высоким концентрациям лекарственных веществ.