Последовательное внедрение в бактериальный геном генов устойчивости к антибиотикам стимулирует скорость размножения бактерии.

Колонии Escherichia coli (красные) и Staphylococcus aureus (белые) на чашке Петри

Уже много лет человек и бактерии участвуют во всё ускоряющейся гонке: мы создаём новые антибиотики, а бактерии вырабатывают к ним устойчивость. Приобретение устойчивости сводитсяк появлению нужной мутации в бактериальной хромосоме или вообще целого гена, который можно получить, к примеру, от другой бактериальной клетки. Внехромосомные наследственные элементы (плазмиды) — обычная «валюта» у бактерий: эти маленькие кольцевые молекулы ДНК, несущие всего несколько генов, легко проникают в бактериальную клетку.

Но крупные вмешательства в геном (а возникновение гена устойчивости к антибиотику — это, безусловно, масштабное изменение) не проходят бесследно. Обычная цена, которую при этом платят бактерии, — снижение скорости деления: колония начинает расти медленнее, даже если новоприобретённый ген спасает её от антибиотика. Вторжение в геном затрагивает самые разные аспекты жизнедеятельности, влияет на взаимодействие друг с другом, что и отражается на скорости размножения.

Но, как оказалось, всё может быть и наоборот. В статье, опубликованной в сетевом журнале PLoS Genetics, микробиологи из Института Гюльбенкяна (Португалия) сообщают о том, что мутации, приводящие к устойчивости против антибиотиков, способны не замедлять, а подстёгивать деление бактерий.

Эксперименты ставились на обычной кишечной палочке Escherichia coli. Если бактерия, в которой уже находилась плазмида с геном устойчивости, получала ещё и «устойчивую» мутацию в хромосому, то скорость размножения такого штамма возрастала на 10%. Если же события происходили наоборот, то есть сначала в хромосому вводили мутацию, а затем добавляли ещё один ген с помощью плазмиды, то скорость размножения возрастала втрое.

Почему двойная перетряска генома не только не снижает скорость деления кишечной палочки, но и ускоряет её размножение, предстоит выяснить. Тем не менее полученные данные позволят более корректно оценивать угрозу, которую несёт с собой «привыкание» бактерий к антибиотикам, и выработать более грамотные способы борьбы с инфекционными заболеваниями.