A جديدة تظهر آلية اكتشاف أن الفيروس بين تردد البكتيريا المكوك قد يصل إلى 1000 مرة في الماضي، ويمكن أن تصبح قوة رئيسية في تطور الخلايا. البكتيريا لديها ميزة تطورية خفية: أنها تملك الشبكة المستخدمة لتبادل برنامج البقاء على قيد الحياة. شبكة الفيروس الحي، يمكن أن تنتشر المعلومات الجينية بين الخلايا غير ذات صلة. وتسمى هذه العملية نشر "التنبيغ (تنبيغ)"، وهي واحدة من تجاوز الوراثية البكتيرية عموديا أفقيا تبادل المعلومات، ويمكن إجراء الانتقاء الطبيعي شكلت على الفور ببطء إلى السكان الجدد من الجينات. لقد عرف العلماء وشبكات ترنسدوكأيشن تؤثر على تطور البكتيريا في غضون بضعة قرون، وتوقعوا أن التأثير الناجم عن شبكات ترنسدوكأيشن تخضع لبعض القيود في الوقت المحدد، وذلك لأن السلوك نفسه هو نادر جدا.

الديباج بارك - العلوم تعميم: ولكن دراسة نشرت في مجلة "العلوم" وجدت آلية التنبيغ الجديدة، والذي يحدث تردد أعلى 1000 مرة من أي وقت مضى، قد تعجل البكتيريا تتطور إلى درجة مماثلة. في الواقع ربما انتقال القوى المركزية من تطور البكتيريا. وقال أحد الأحياء الدقيقة، علم المناعة، أستاذ مساعد والرئيسي المؤلف المشارك لهذه الدراسة في الجامعة الوطنية (جامعة سنغافورة الوطنية) سنغافورة جون تشين (جون تشن): نحن نفترض أن معدل ترنسدوكأيشن حدوث شبيه الاتصال الهاتفي، ولكن في بعض حالة، ومعدل ترنسدوكأيشن يبدو النطاق العريض أقرب. وأظهرت النتائج أن تنبيغ نقل الجينات الأفقي ليس فقط أكثر شيوعا، ولكن قد يكون سبب الشبكة عن طريق البكتيريا والفيروسات والبكتيريا فج تشكل خيارا المشترك.

الرقم يصور استمر فج (الأحمر) الفيروس لمهاجمة الخلايا البكتيرية، ووجد العلماء أن الفيروس بين وتيرة نقل الجينات البكتيرية أسرع من الناس يعرفون والفيروسات والبكتيريا تطورت فائدة كبيرة. حقوق التأليف والنشر صورة: Design_Cells

وبمجرد سقوط البكتيريا فج، سوف تخترق غشاء الخلية، ويتم حقن الحمض النووي الخلايا. من هناك، فإن الفيروس هو مثل اختطاف الآلية الخلوية للمضيف، إعادة إنتاج نفسها باستمرار، ومن ثم تصيب البكتيريا الأخرى. في حالات نادرة، وشظايا الحمض النووي البكتيرية مخبأة في فج، ثم يتم إضافتها إلى جينوم البكتيريا المصابة، يشار إلى عملية نقل الوراثية لتنبيغ عموما. فج الحقيقة يمكن أن تجعل أيضا تحديد آخر: الجينات نفسها حقن عن غير قصد في الجينوم البكتيري، ثم الانتظار ببطء. الحمض النووي الخارجية فج قبل تفعيل يمكن أن تستمر لأجيال. يتوقع العلماء أن ما يقرب من نصف البكتيريا سيحتوي فج، وأكثر من العديد من أنواع البكتيريا تحتوي على الجراثيم.

علم الاحياء الدقيقة في جامعة سنغافورة الوطنية جون تشن قاد الدراسة، واكتشف آلية جديدة لنقل الجينات الأفقي. الصورة: بإذن من جامعة جون تشن / سنغافورة الوطنية

فج DNA جزء، مرة واحدة المنشط، وسوف تكون معزولة عن الجينوم البكتيري بها، نسخ، ومن ثم تعبئتها في الحمض النووي فج. في حالة حدوث خطأ في عملية الفصل، يتم نسخ جزء صغير من الجينوم البكتيري وتعبئتها مع فج. عندما تكون الإصابة فج إلى مضيف آخر، سوف يتم دمج جزء صغير من الحمض النووي في الجينوم البكتيري عن طريق عمليات تنبيغ المضيفة الجديدة. سوف الأحداث ترنسدوكأيشن العامة للاحتمال وقوع منخفضة جدا، لكل مليون فج لا تظهر إلا في حالة واحدة، وتنبيغ خاص هو أكثر نادرة. ومع ذلك، الحدث عرضية من فائدة كبيرة في النطاق الزمني لتطور البكتيريا. ولكن بعض البكتيريا على التكيف مع سرعة التغير البيئي بحيث جون تشن الخلط، حتى انه درس S. الذهبية سيئة السمعة (المكورات العنقودية الذهبية)، وتطور مقاومتها للمضادات الحيوية بسرعة كبيرة.

سلالات مقاومة المكورات العنقودية تقريبا يحدث دائما في غضون عام أو اثنين بعد إدخال أدوية جديدة. مقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية (MRSA) هو مثال شهير: السلالات المقاومة للعقاقير في 1950s بعد ميثيسيلين المضادات الحيوية تأتي في وقت قريب يبدو، هي الآن مقاومة المكورات العنقودية الذهبية في المستشفيات في جميع أنحاء العالم في آفة. المكورات العنقودية الذهبية على التكيف بشكل سريع جدا، وأعتقد أن هناك الكثير من القضايا تستحق الدراسة. آلية انتقال المعروفة لشرح لي ومرضية، كان مجرد الحدس، وليس الاستنتاج العلمي. وعندما درس الباحثون في العملية الناتجة عن المكورات العنقودية الذهبية الجراثيم، لاحظت وجود اختلاف غريب: يبدو لقد تم نسخ فج DNA وتعبئتها بشكل جيد قبل أي الحمض النووي الفيروسي المستخرجة من الجينوم المضيف.

إذا تم تكرار فج DNA قبل والفيروسات في كبسولة، في حين إدراجها في الجينوم المضيف، الإهمال كتل المجاورة في هذا الوقت كما زاد تكرار الحمض النووي البكتيري وفج ملفوفة فرصة، كما أنه يزيد من مستوى نقل الجين إلى احتمال الأنواع البكتيرية الأخرى. تم العثور على هذه الآلية إزالة تأخير في المسوخ الاصطناعية، ولكن لم يتم العثور في الطبيعة. بينا فرنانديز وتشن لم يثبت فقط هذه الآلية تنبيغ جديدة تحدث بشكل طبيعي في S. المذهبة، وترددها 1000 مرة أسرع من غيرها من وسائط ترنسدوكأيشن. النتائج المتوقعة وأقل بكثير من الواقع، عندما أظهرت البيانات أن بعض زملائي نرى لا يصدق بهم. "التنبيغ الجانبي" أيضا يلتقط من ترنسدوكأيشن العامة والخاصة أكبر الجينوم، ونحن نعلم الآن، وكتل الكبيرة هي فائقة التنقل الجينوم.

وأشار البكتيريات في جامعة غلاسكو خوسيه فرنانديز بينا أن الوقت لإنتاج فج في المكورات العنقودية الذهبية ويبدو أن لديها مشاكل، فإنه يساعد على كشف تنبيغ الجانبي في البكتيريا الحاضر. الصورة: بإذن من خوسيه Penads

وتشير هذه النتائج إلى أن عملية التطور في البكتيريا، ترنسدوكأيشن أقوى بكثير من أدركنا من قبل، قال أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة تورونتو ألان ديفيدسون (آلان ديفيدسون): إنه لا يمكن إلا شرح والتطور على المدى الطويل، كما يساعد في تفسير على المدى القصير التطور. الجينوم البيانات لا يمكن أن يفسر بعض المراوغات من وجهة نظر تنبيغ عرضية ربما أكثر وضوحا. ويستشهد الدراسات التي أجريت مؤخرا لتوضيح وجهة نظره الخاصة للرأي: في هذه الدراسة، الفئران تعامل مع سيبروفلوكساسين وسيبروفلوكساسين هو البكتيريا المنشط لوظيفة عن طريق المضادات الحيوية. أنتجت هذا العلاج لعدد كبير من الجينات المقاومة للمضادات الحيوية في الفيروس فج الماوس، فج النتائج تفعيل التنبيغ في انتشار الأفقي متسقة.

الجانبية ترنسدوكأيشن مساعدة تفسر وجود "المرضية الجزيرة (الجزر المرضية)" هو. "جزيرة الإمراضية" هي مجموعة من الجينوم البكتيري، ويمكن استخدامه لمقاومة المضادات الحيوية تحايل وأصبح أكثر فتكا. وهي موزعة في العديد من الجينوم المكورات العنقودية المسببة للأمراض، ولكن الشيء الغريب هو، فهي غير المسببة للأمراض لم تظهر في الأقارب. ويحاول العلماء لتفسير هذا النمط، أهداف ترنسدوكأيشن أفقية لتوفير آلية معقولة. على الرغم من أن هناك حاجة إلى الكثير من الدراسات لتأكيد هذا، ولكن بعض الأدلة على أن S. الذهبية المرضية الجزيرة قد يتجمع حول المواقع مرفق فج الأصلية، إذا كنت ترغب في السفر في جميع أنحاء العالم، بل هو الخيار الأول.

الصورة: لوسي القراءة-Ikkanda مجلة / كوانتا

يعتقد بينا فرنانديز ترنسدوكأيشن عرضية قد يكون بدعة، وليس خطأ، هو أيضا مفاوضات السلام على المدى الطويل للبكتيريا والمضيف المنتج. قد تكون قادرة على نشر أكثر سهولة من خلال تعزيز القدرة على التكيف والمضيف سمية، الفيروسية، بكتيريا: فوائد الجين المفيد في شبكة الفيروس قد يتجاوز فج لقتل بعض الخلايا التي تسببها الأضرار الجانبية. حذرت كلية دارتموث (كلية دارتموث) بحوث التطور المشترك للبكتيريا والفيروسات، أستاذ مشارك أولغا تشا شى با ايسينباييفا (أولغا Zhaxybayeva): لا تفترض أن آلية اختيار المنفعة لكلا الجانبين، وهذا بالتأكيد متعة الاحتمال، ولكن لست متأكدا تماما.

وأستاذ مشارك في جامعة كارول البيولوجيا الفيروسات (جامعة كارول) كريستينا شنايدر (كريستين شنايدر) قال: هذه النتائج مدهشة للغاية، وهذه الآلية هي مثيرة جدا للاهتمام، وأتساءل عما إذا تم استخدامه أيضا في غيرها من البكتيريا على نطاق واسع. وافق تشن على السكان أكثر البكتيرية في البحث ترنسدوكأيشن الجانبي هذا الرأي، لكنه يعتقد أيضا أن هذه الآلية على نطاق واسع، وخطط الفريق لدراسة الأنواع البكتيرية أكثر، ونظرة عن أدلة على التنبيغ الجانبي في البيئة الطبيعية. إذا تنبيغ الجانبي على نطاق واسع، هو قوي جدا، ومجموعة كاملة من الجينات يمكن تجاوز تطور الملايين من السنين أو حتى المليارات من السنين في ثانية واحدة، وسلمت إلى الخلايا البكتيرية لم يشاهد من قبل في.

الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية | المرجعي دورية الأدب: "العلم"

ون جيا باو: مجلة جوناثان لامبرت / كوانتا / كوانتا النشرة الإخبارية

دوى: 10.1126 / science.aat5867

الديباج بارك - نقل الفضاء الأميركية والعلوم للملاحة الفضائية