Rastgele DNA dizilerinden antibiyotik direnci
Önemli ve hala cevaplanmamış bir soru, antibiyotik direncine neden olan yeni genlerin nasıl ortaya çıktığıdır.
İsveçli ve Amerikalı araştırmacılar, yeni bir çalışmada, tamamen rastgele DNA dizilerinden direnç üreten yeni genlerin nasıl ortaya çıkabileceğini gösterdiler. Sonuçlar PLOS Genetics dergisinde yayınlandı .
Antibiyotik direnci büyük bir küresel sorundur ve dirençli bakterilerin yayılması hastalığa ve ölüme neden olur ve toplum için büyük bir maliyet oluşturur. Bakterilerin direnç geliştirmesinin en yaygın yolu, diğer bakterilerden çeşitli direnç genleri almaktır. Bu genler, (i) antibiyotiği deaktive ederek, (ii) konsantrasyonunu azaltarak veya (iii) antibiyotiğin hedefini değiştirerek, antibiyotiğin artık bu hedefe bağlanamaması ve dolayısıyla durmasını sağlayarak dirence yol açabilen proteinleri (peptidler) kodlar. bakterinin büyümesi. Direnç genleri bir kez ortaya çıktıktan sonra, farklı patojenik bakteriler arasında hızla yayılabilirler ve antibiyotiklerimizin etkinliğini azaltabilirler.
Direnç genlerinin ortaya çıkışını incelemek için araştırmacılar, rastgele DNA dizilerinden antibiyotik direncine yol açacak bir gen üretmenin mümkün olup olmadığını araştırmak için laboratuvar deneylerini kullandılar. Bu, önce yaklaşık bir milyar rastgele DNA dizisi tasarlanarak yapıldı ve bu diziler daha sonra bağırsak bakterisi Escherichia coli’deki bir plazmit üzerine yerleştirildi. (Plazmitler, bağımsız olarak çoğalan ve bir organizmadan diğerine aktarılabilen DNA molekülleridir.)
Bu rastgele DNA dizileri daha sonra bakteride kısa peptitler olarak ifade edildi. Bu peptitlerin çoğu bakteri üzerinde hiçbir etki göstermezken, altı farklı peptit, bakterinin bakteriye bağlanarak bakterileri öldürmek için ciddi enfeksiyonlarda kullanılan son çare önemli bir antibiyotik olan Colistin adlı antibiyotiğe dirençli hale gelmesine neden oldu. ve bakterinin hücre zarını yok eder. Bu peptitler, bakterinin hücre zarının modifikasyonunda yer alan genlerin ekspresyonunu artırarak dirence neden oldu. Hücre zarının bu modifikasyonu, antibiyotiğin hücre zarına bağlanamamasına ve dolayısıyla bakterinin hayatta kalmasını azaltamamasına neden oldu.
“Artık iki farklı çalışmada, rastgele amino asit dizilerinin, antibiyotik direnci gibi bakteri için faydalı olan yeni işlevlere yol açabileceğini gösterdik. Bu, rastgele DNA dizilerinden yeni işlevlerin evriminin daha önce düşünüldüğü kadar olağandışı olmadığını gösteriyor” diyor Tıbbi Bakteriyoloji Profesörü ve çalışmadan sorumlu Dan I. Andersson.
Tıbbi Biyokimya ve Mikrobiyoloji Anabilim Dalı’nda doktora sonrası araştırmacı olan Michael Knopp, “Cevapsız kalan ve daha fazla çalışma gerektiren önemli bir soru, bu yeni genlerin bakterilerde doğal olarak bulunup bulunmadığı veya yalnızca laboratuvar deneylerinde gözlemlenip gözlemlenemeyeceğidir” diyor. ilk yazar.
Uppsala Üniversitesi
Makale: Michael Knopp ve ark. Rastgele dizi uzayından seçilen yeni bir tür kolistin direnç genleri . PLOS Genetiği (2021). DOI: 10.1371/journal.pgen.1009227