Бактерии связаны всемирной генетической сетью

Бактерии обмениваются между собой полезными генами. Причем речь идёт не о наследственной («вертикальной») передаче информации, но и об обмене ею между отдельными неродственными особями. Этот феномен получил название горизонтального переноса генов. Считается, что он есть не только у бактерий, но именно у них достигает по-настоящему глобальных масштабов.

В статье, опубликованной в журнале Nature, американские учёные сообщают, что им удалось идентифицировать 10 тысяч генов, блуждающих между 2 235 геномами. При этом генами обмениваются совершенно далекие друг от друга группы бактерий: некоторые из них, по словам исследователей, отличаются друг от друга, как дрожжевой грибок от человека. Это говорит о том, что перенос генов произошел совсем недавно: у генов, попавших в разные группы бактерий, не было времени, чтобы мутировать и приобрести отличия.

Именно за счёт всемирной генетической сети бактерии и обладают удивительной способностью сверхбыстро обретать устойчивость к антибиотикам. Исследователи установили, что у бактерий, так или иначе имеющих отношение к человеку, 60% обмениваемой информации приходится на гены, определяющие устойчивость к тем или иным антибиотикам.

Это касается как микроорганизмов, стремящихся к самому человеку, так и тех, которые сопутствуют домашнему скоту и вообще сельскому хозяйству. Было зарегистрировано 42 случая переноса генов между человеческими и коровьими бактериями, и почти миллиард лет эволюции, который разделяет эти две группы, не является препятствием для такого обмена информацией.

Решающим фактором для успешного обмена генетической информацией считается сходство экологической ниши: если две разные бактерии живут в средней кишке, то они легко обменяются генами, даже если в одном случае эта кишка человеческая, а в другом — коровья. Кроме того, обмен генами легко происходит между видами, обладающими примерно равной патогенностью или потребностями в кислороде. Всё это формирует приблизительно одинаковые экологические условия — а значит, их обитателям есть чем поделиться друг с другом.

Если ген оказался полезен и подарил его новому обладателю устойчивость к какому-нибудь антибиотику, он закрепляется у этого вида бактерий и начинает передаваться уже из поколения в поколение.

Учитывая всё это, можно представить, насколько скоординированными должны быть меры, принимаемые для предотвращения эпидемий и против распространения патогенных микроорганизмов вообще. В дальнейшем учёные намереваются получить более подробные сведения о работе всемирной генетической сети бактерий. Например, могут ли обмениваться информацией бактерии, живущие в разных отделах тела человека или вызывающие разные болезни.