По Песаху Бенсону • 8 апреля 2025 года
Иерусалим, 8 апреля 2025 года (TPS-IL) — Израильские исследователи выявили, что способ передвижения бактерий непосредственно влияет на распространение антибиотикорезистентности, сообщает исследование, опубликованное во вторник. Это открытие открывает новые возможности для борьбы с антибиотикорезистентностью.
Исследование сосредоточилось на бактериальной конъюгации, процессе, при котором бактерии обмениваются генетическим материалом, включая антибиотикорезистентность. Ученые из Еврейского университета под руководством профессоров Сигал Бен-Иегуда и Илана Розеншина обнаружили, что вращение хвостоподобных флагелл играет механическую роль, вызывая процесс конъюгации.
До настоящего времени преобладающее понимание заключалось в том, что бактериальная конъюгация происходит только на твердых поверхностях, и что вращение хвоста служит только для передвижения.
Однако результаты, недавно опубликованные в журнале The EMBO Journal, показали, что вращение хвоста, называемое флагеллярным вращением, происходит в жидких средах. Исследователи также обнаружили, что вращательное движение хвоста действует как механосенсорный механизм, вызывая образование многоклеточных кластеров донорных клеток с получателями для облегчения эффективного передачи генов. Это помогает бактериям распространять гены резистентности, даже в условиях, которые ранее считались менее благоприятными для конъюгации.
«Этот процесс передачи ДНК, называемый бактериальной конъюгацией, долгое время изучался на твердых поверхностях,» — сказала профессор Бен-Иегуда. «Мы выяснили, что в жидкости это вращение флагелл действует как механический сигнал для запуска этого процесса.»
Исследование сосредоточилось на плазмиде pLS20, широко распространенной плазмиде, найденной в Bacilli subtilis, обычной почвенной бактерии.
Исследователи наблюдали, что вращающиеся флагеллы вызывали экспрессию генов в донорных клетках, заставляя их формировать кластеры с получателями. Эти кластеры приближают клетки друг к другу и облегчают передачу ДНК. Когда вращение флагелл было заблокировано — либо путем генетической модификации, либо увеличением вязкости окружающей жидкости — скорость конъюгации резко снизилась.
«Здесь не только дело в наличии флагелл,» — пояснила Бен-Иегуда. «Они должны вращаться. Это механическое действие существенно для сигнализации бактериям начать обмен ДНК.»
Поскольку вращение флагелл необходимо для запуска передачи генов, это представляет собой новую потенциальную цель для антимикробных стратегий. Нарушение этой механической сигнализации может помочь предотвратить распространение генов резистентности без непосредственного уничтожения бактерий.
Понимание того, что поведение бактерий в жидких средах, таких как кровь, легкие или водные системы, более динамично, чем ранее считалось, также может привести к лучшим прогностическим моделям распространения антибиотикорезистентности.
«Наше исследование вносит новую концепцию, что синхронизация передачи ДНК с движением бактерий обеспечивает плазмиде преимущество распространения в отдаленные экологические ниши,» — сказала Бен-Иегуда.
