13:48 2023-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Genele în mișcare: cartografierea căilor de transfer orizontal al genelor
_ Genele activate mișcarea: cartografierea căilor de transfer orizontal al genelor
În ultimele decenii, a existat o creștere a infecțiilor rezistente la antibiotice, care devin o problemă de sănătate publică din ce în ce mai urgentă. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, cel puțin 700.000 de oameni mor în fiecare an din cauza infecțiilor rezistente la antibiotice, iar acest număr este de așteptat să crească pe măsură ce tot mai multe bacterii devin rezistente la antibioticele utilizate în mod obișnuit.
p>Agenții patogeni bacterieni pot disemina infecțiile sau pot deveni rezistenți la medicamente printr-un proces numit transfer orizontal de gene (HGT). HGT permite bacteriilor să dobândească noi trăsături și să se adapteze la noi medii prin schimbul de material genetic cu alte specii, chiar și în toate domeniile. În ciuda progreselor recente în domeniu, înțelegerea noastră a evoluției bacteriene prin HGT și diseminarea trăsăturilor este limitată.
Studiul nostru recent, publicat în revista Open Biology, dezvăluie noi perspective asupra HGT și a rolului său în evoluția procariotă. . În acest studiu, intitulat „Reconstruirea rețelei orizontale a fluxului de gene pentru a înțelege evoluția procariotă”, prezentăm o nouă abordare pentru studiul HGT, care permite identificarea organismelor donatoare și primitoare implicate în transferul de gene, în special mobilizarea nu doar a străinilor, ci și a celor de lungă durată. gene native rezidente pe termen lung în phyla, oferind astfel perspective mai profunde asupra rețelei complexe de schimb genetic între diferiți taxoni de bacterii.
Deci, cum funcționează această metodă? În esență, am folosit o combinație de metode computaționale și statistice pentru a reconstrui instantanee ale istoriei evenimentelor HGT care au avut loc potențial între diferiți taxoni bacterieni. Am folosit apoi aceste informații pentru a crea o „rețea” de evenimente HGT, care a permis vizualizarea taxonilor bacterieni care au fost implicați în transferul de gene și cât de frecvent au avut loc aceste evenimente.
Rezultatele acestui studiu au scos o lumină nouă. asupra transferului de gene bacteriene. Rezultatele noastre au reiterat faptul că HGT este un mecanism larg răspândit și important de evoluție, dezvăluind numeroase cazuri ale acestor evenimente chiar și în phyla îndepărtate. Acest lucru este posibil prin anumite gene sau segmente genomice care posedă atribute care le permit să se mobilizeze și să se integreze în genomul receptor. Acest lucru este esențial pentru ca aceste bacterii să se adapteze și să supraviețuiască în diferite medii.
Majoritatea studiilor anterioare s-au concentrat pe catalogarea genelor străine în bacterii, fără a specifica perechea donor-recipient a unei gene mobilizate. Prin gruparea genelor care provin din surse distincte și efectuând comparații între toți genomii, s-ar putea stabili direcția de transfer al genelor native. Acest lucru a ajutat la construirea foii de parcurs a transferului de gene prin construirea unei rețele de flux de gene care specifica donatorii și destinatarii, acolo unde este posibil. Prin combinarea mai multor metode complementare, abordarea noastră a abordat în mod eficient limitările metodelor individuale, rezultând o sinergie a punctelor forte ale acestora.
Studiul nostru a dezvăluit, de asemenea, că rețeaua de transfer de gene este fără scară. Gradul de distribuție a rețelei a aproximat o distribuție a legii puterii. Aceasta înseamnă că conectivitatea dintre noduri (taxa) urmează un model fără scară sau de lume mică, ceea ce implică faptul că proprietățile unui subset eșantionat aleatoriu al rețelei ar fi similare cu proprietățile întregii rețele.
Rețeaua HGT prezentată în această lucrare are implicații semnificative în avansarea înțelegerii noastre despre evoluția și adaptarea bacteriilor. Mobilizarea genelor și diseminarea rapidă a trăsăturilor printre agenții patogeni bacterieni reprezintă provocări semnificative pentru sănătatea publică, de exemplu, răspândirea rezistenței la antibiotice facilitată de HGT. Prin înțelegerea mecanismelor HGT și a rețelei de schimb genetic între diferite microorganisme, cercetătorii pot înțelege mai bine diseminarea rezistenței la antibiotice prin HGT și pot dezvolta astfel strategii mai bune de combatere a acesteia.
De exemplu, prin identificarea donatorului. și organismele primitoare implicate în transferul genelor de rezistență, cercetătorii își pot concentra atenția asupra „autorilor” acestei amenințări pentru sănătate și pot planifica strategii pentru a preveni răspândirea rezistenței. Aceste cunoștințe ar putea ajuta, de asemenea, la dezvoltarea de noi abordări pentru controlul punctelor fierbinți de infecție și rezistență, concentrându-se în special pe astfel de comunități bacteriene, prevenind astfel răspândirea infecțiilor sau rezistente la antibiotice în măsura în care este posibil.
Studiul nostru ar putea stimula viitorul. cercetare în acest domeniu, care este esențială pentru înțelegerea evoluției bacteriene în general și pentru dezvoltarea de soluții eficiente la problemele de sănătate publică cauzate de agenții patogeni bacterieni în special.
Această poveste face parte din Science X Dialog, unde cercetătorii pot raporta constatările din articolele lor de cercetare publicate. Vizitați această pagină pentru informații despre ScienceX Dialog și despre cum să participați.
Soham Sengupta, Ph.D., este cercetător în cercetare în bioinformatică la Spitalul de Cercetare pentru Copii St. Jude, Memphis, TN. Această lucrare a fost publicată ca parte a cercetării sale de disertație la Universitatea din North Texas, Denton, TX.
Rajeev K. Azad, Ph.D., este profesor asociat la Departamentul de Științe Biologice și Departamentul de Matematică de la Universitatea din North Texas.
Comentarii:
Adauga Comentariu