一種本來沒有耐藥性的細(xì)菌如何通過“竊取”其他細(xì)菌具有耐藥性的DNA(脫氧核糖核酸)片段,,從而演變成耐藥菌株,,這是一個(gè)長期困擾生物學(xué)家的難題。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,,美國北卡羅來納德漢姆國家進(jìn)化綜合中心的研究人員通過研究30多種可導(dǎo)致包括肺炎,、腦膜炎、胃潰瘍和瘟疫等疾病在內(nèi)的致病細(xì)菌,,終于找到了答案,。
大多數(shù)生物是從雙親處獲得基因,但細(xì)菌可以說是適應(yīng)性最強(qiáng)的生物之一,,它們擅長于相互之間的基因交流——不斷選擇保留有用的遺傳信息而拋棄無用的,,以適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。DNA片斷能夠在細(xì)菌細(xì)胞之間跳躍轉(zhuǎn)移也被稱為基因橫向轉(zhuǎn)移,,這是耐藥性在致病細(xì)菌之間迅速蔓延的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
之前關(guān)于“為什么有些基因更容易從一個(gè)物種轉(zhuǎn)移到其他物種以形成新的致病菌株”的問題,,一種理論認(rèn)為這主要依賴其基因在細(xì)胞內(nèi)的功能。涉及細(xì)胞核功能的基因,,如負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)的RNA(核糖核酸),,不太可能實(shí)施跳躍轉(zhuǎn)移,因?yàn)槿绻粋€(gè)物種已經(jīng)擁有了基本的轉(zhuǎn)錄和翻譯功能的分子,,獲取其他物種的相同基因?qū)⒉粫?huì)產(chǎn)生任何優(yōu)勢,。
還有研究認(rèn)為,,在基因橫向轉(zhuǎn)移的過程中,基因的功能并不重要,,重要的是其表達(dá)的蛋白質(zhì)與其他蛋白質(zhì)的相互作用關(guān)系,。比如,基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)需要眾多的參與者協(xié)調(diào)配合才能完成,。
為了了解基因的功能和其與蛋白質(zhì)間的作用關(guān)系哪個(gè)因素更重要,,研究人員調(diào)查了30多種細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移證據(jù)。當(dāng)他們比較與蛋白間關(guān)系相近的基因時(shí)發(fā)現(xiàn),,基因功能的影響并不重要,。
研究人員認(rèn)為,一些蛋白質(zhì)不易獲取是因?yàn)樾枰c其他蛋白質(zhì)協(xié)調(diào)配合,,一種需要眾多合作伙伴的蛋白質(zhì),,很難在新宿主中生存。這就像將一臺(tái)傳真機(jī)送到偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村,,如果沒有電,,沒有電話線,沒有傳真紙或者沒有技術(shù)人員,,那么這個(gè)傳真機(jī)就是一件廢物,。因此細(xì)菌容易接納“孤獨(dú)”基因,而不是與其他基因關(guān)聯(lián)性高的基因,。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原文出處:
The complexity hypothesis revisited: connectivity rather than function constitutes a barrier to horizontal gene transfer." Molecular Biology and Evolution 28(4): 1481-1489. First published online December 13, 2010 doi:10.1093/molbev/msq333