В едно революционно проучване изследователят Костас Константинидис променя разбирането ни за микробния живот, като оспорва дългогодишното убеждение, че бактериите не образуват отделни видове.
Години наред учените смятат, че уникалните механизми за генетичен обмен, които съществуват при бактериите, и техните огромни популации изключват възможността за формиране на кохерентни видове.
Новите открития на Константинидис и неговия екип обаче сочат обратното, като твърдят, че бактериите не само образуват видове, но и поддържат кохезията в тези видове чрез механизми, които много наподобяват „сексуалното“ размножаване.
Тайният „сексуален живот“ на бактериите
Константинидис изразява любопитството си, което предизвиква разследването: „Как отделните микроби от един и същи вид запазват своята прилика? Какво ги поддържа сплотени?“
Традиционно се приема, че микробната еволюция се осъществява предимно чрез безполово размножаване, по-конкретно чрез бинарно делене, като само спорадично се осъществява генетичен обмен.
Въпреки това, използвайки нов подход в областта на биоинформатиката, Константинидис и международен екип започват да разчистват пластовете на бактериалната генетика.
Изследването им, публикувано наскоро в списание Nature Communications, разкрива, че бактериите участват в по-чест генетичен обмен, отколкото се предполага досега.
За да вникнат в този феномен, изследователите проучват пълните геноми от две различни естествени популации микроби.
Те секвенират над 100 щама на Salinibacter ruber – соленолюбив микроб, получен от солници в Испания. Те изследват публикувани преди това геноми на Escherichia coli, изолирани от животновъдни ферми във Великобритания.
Този сравнителен анализ има за цел да хвърли светлина върху това как близкородствени микроби обменят генетичен материал.
Констатациите са показателни. Екипът идентифицира генетичен процес, известен като „хомоложна рекомбинация“, като критичен механизъм за поддържане на идентичността на микробните видове.
Шокиращи истини за еволюцията
По време на този процес микробите могат да разменят ДНК, което им позволява да интегрират нов генетичен материал в генома си, като ефективно заменят сходни последователности.
Този механизъм се проявява систематично и случайно в целия микробен геном, а не е ограничен до определени области.
„Това може да е коренно различно от сексуалното размножаване при животните и растенията, където обменът на ДНК става по време на мейозата“, обяснява Константинидис. „И все пак резултатът от гледна точка на сплотеността на видовете може да бъде поразително сходен. Този постоянен обмен на генетичен материал служи като обединяваща сила, която гарантира, че членовете на един и същи вид остават подобни.“
Нещо повече, изследването установява, че членовете на един вид предпочитат да обменят ДНК помежду си, а не с членове на различни видове, което засилва ясните граници между видовете.
Това откритие е значимо, тъй като решава дългогодишна главоблъсканица в микробиологията: как да се определят видовете и да се разберат механизмите на тяхното сближаване.
Последиците от това изследване се простират отвъд теоретичната микробиология. То може да окаже въздействие върху различни области, включително науката за околната среда, еволюцията, медицината и общественото здраве.
Тъй като изследователите се стремят да идентифицират, моделират и регулират организми с клинично или екологично значение, методологиите, разработени по време на това изследване, предлагат солиден молекулярен инструментариум за бъдещи проучвания, насочени към епидемиологията и микробното разнообразие.
Както казва Константинидис, „тази работа е насочена към голям, дълготраен проблем за микробиологията, който е от значение за множество изследователски области.“
Откритията променят разбирането ни за бактериалните видове и проправят пътя към иновативни стратегии за справяне с предизвикателства в различни научни дисциплини.
Източник: InterestingEngineering
