เราไม่สามารถอยู่รอดได้นานหากไม่มีแบคทีเรีย เราเป็นหนี้พวกเขาที่ทำให้โลกของเราน่าอยู่และสำหรับบทบาทของพวกเขาในการคืนสารอาหารสู่ดิน โลกที่ไม่มีจุลินทรีย์เป็นสถานการณ์ฝันร้าย อย่างไรก็ตาม กระบวนการวิวัฒนาการที่ทำให้แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่จำกัดต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ก็สามารถทำให้แบคทีเรียเหล่านี้เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้เช่นกัน ทำไมบาง ถึงตายได้ ในขณะที่ตัวอื่นอาศัยอยู่อย่างสงบสุขภายในร่างกายของเรา?
ซึ่งแตกต่างจากจีโนมมนุษย์ซึ่งยังคงไม่มีการปรุงแต่งในช่วงชีวิต
ของเรา แบคทีเรียได้รับสารพันธุกรรมใหม่บ่อยครั้ง แบคทีเรียบางตัวรอบตัวคุณเปลี่ยนไปตั้งแต่คุณเริ่มอ่านบทความนี้
แม้ว่าสารพันธุกรรมของเราจะซ่อนตัวอยู่หลังเยื่อหุ้มนิวเคลียส แต่แบคทีเรียกลับไม่มีโครงสร้างเหมือนหลุมฝังศพ แบคทีเรียตัวเดียวสามารถได้รับจีโนมได้มากถึง 60%เมื่อเร็ว ๆ นี้ผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการถ่ายโอนยีนในแนวนอน (HGT) ซึ่งสามารถเปลี่ยนหรือแทนที่ DNA จำนวนมากได้ในขั้นตอนเดียว
ปริศนา
ความลึกลับเกี่ยวกับHGT คือกระบวนการที่มันสับและ เปลี่ยนแปลงDNA ดูเหมือนจะเป็นเรื่องจับจดในทันที แต่ HGT มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นบ่อยที่สุดระหว่างสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ทำไม
การถ่ายโอนยีนในแนวนอนสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี แต่ละองค์ประกอบจะเดือดจนมี DNA เล็กน้อยถูกนำเข้าสู่ เซลล์แบคทีเรีย ถัดจาก DNA ของเซลล์เอง และถูกรวมเข้ากับโครโมโซม โดยไม่ได้ตั้งใจ ไม่ว่า DNA จะเข้าไปอยู่ในเซลล์นั้นด้วยวิธีใด DNA ที่แนะนำสามารถรวมอยู่ในจีโนมของเซลล์ผู้รับได้ ไม่มียีนใดที่ดูเหมือนจะมีภูมิคุ้มกัน
ถ้าเรื่องง่ายๆ ก็คงเป็นอย่างนั้น เซลล์ที่มี DNA ใหม่จะต้องเผชิญกับการคัดเลือกโดยธรรมชาติโดยการแข่งขันแย่งชิงทรัพยากรกับจุลินทรีย์ในท้องถิ่นอื่นๆ หาก DNA มียีนที่เป็นประโยชน์ นี่อาจหมายถึงความสามารถใหม่สำหรับเซลล์ เช่น การรอดชีวิตจากการเปิดเผยของยาปฏิชีวนะในท้องถิ่นครั้งต่อไป
อย่างไรก็ตาม ชีววิทยานั้นไม่ค่อยง่ายนัก แบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดมีแนวโน้มที่จะให้และรับยีนบ่อยกว่าที่เราคาดไว้ เหตุผลส่วนหนึ่งที่น่าแปลกใจคือผู้สมัครที่มีโอกาสมากที่สุดที่จะบริจาคยีนในทุกสภาพแวดล้อมนั้นไม่ใช่ญาติสนิท สามารถพบได้ในจีโนมของแบคทีเรียที่แยก จากกันมากถึง 18,000 จีโนมในดินหนึ่งกรัม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสิ่งอื่นที่ไม่ใช่ความใกล้เคียง
จะเป็นตัวกำหนดว่าเหตุการณ์การถ่ายโอนยีนใดที่ประสบความสำเร็จ
หัวใจหลักของงานของเราคือลำดับสั้นๆ ซ้ำๆ ที่เรียกว่า AIMS หรือA Architecture IM parting S equences จุดมุ่งหมายมีความสำคัญระหว่างการจำลองแบบของดีเอ็นเอและการแยกตัวของดีเอ็นเอในแบคทีเรีย
เราค้นพบว่าหากชุดของ AIMS เข้ากันได้ดีระหว่างจีโนมผู้บริจาคและผู้รับ ก็จะรักษา DNA ที่เคลื่อนไหวระหว่างจีโนมเหล่านั้นไว้ได้ สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริงหากไม่ตรงกัน การสร้าง “กฎการโอน” อย่างมีประสิทธิภาพ
โดยธรรมชาติแล้ว DNA ที่เข้ามาจะหลั่งลงบนโครโมโซมของแบคทีเรีย จุดมุ่งหมายของเซลล์ผู้รับทำหน้าที่เหมือนร่มที่มีรูซึ่งช่วยให้ DNA ที่เข้ากันได้กับ AIMS เท่านั้นที่จะถูกเพิ่มเข้าไปในโครโมโซม รูปแบบของการผกผัน (เหตุการณ์สุ่มที่ชิ้นส่วนของ DNA ถูกหมุนไปทิศทางตรงกันข้าม) และ HGT ในโครโมโซมของแบคทีเรียแสดงให้เห็นว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติได้กรองแบคทีเรียที่เกิด HGT ที่มีจุดมุ่งหมายที่ไม่เข้ากัน
เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า AIMS ไม่ใช่สิ่งกีดขวางที่ยาก แต่เป็นข้อจำกัดของ HGT ที่บังคับใช้การถ่ายโอนในเชิงบวกระหว่างสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด แม้ว่าผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าจุดมุ่งหมายที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดปัญหากับระบบที่สำคัญ เช่น การจำลองแบบและการแยกตัวของดีเอ็นเอ แต่ยีนที่ได้มาใหม่ซึ่งเป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับเซลล์ เช่น ยีนดื้อยาปฏิชีวนะ ไม่น่าจะถูกกรองออกหากมีจุดมุ่งหมายที่เข้ากันไม่ได้ เช่นเดียวกับในวิชาชีววิทยา กฎของ AIMS เป็นอีกส่วนหนึ่งของปริศนาที่ซับซ้อนมากขึ้น
ทำให้มันทำงานเพื่อประโยชน์ของเรา
พลาสมิดเป็นวงเล็ก ๆ ของดีเอ็นเอเกลียวคู่ที่ลอยอยู่ในเซลล์และสามารถทำซ้ำโดยไม่ขึ้นกับโครโมโซมของแบคทีเรีย สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีภูมิคุ้มกันต่อข้อ จำกัด ที่เกี่ยวข้องกับ AIMS ในการถ่ายโอนยีน ไม่ต้องเข้าไปในโครโมโซม เป็นวิธีหนึ่งที่ DNA ใหม่สามารถจบลงในเซลล์ได้
พวกเขามักจะเต็มไปด้วยยีนดื้อยาปฏิชีวนะ หากเราสามารถหาวิธีทำให้พลาสมิดเหล่านี้มีความทนทานต่อแบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย บางทีเราอาจจำกัดการแพร่กระจายของพลาสมิดในลักษณะเดียวกับที่ AIMS จำกัดการถ่ายโอนระหว่างโครโมโซมของแบคทีเรีย
แนวคิดหนึ่งคือเครื่องมือทางพันธุกรรมที่จะบังคับให้พลาสมิดรวมเข้ากับโครโมโซมทางร่างกาย สิ่งนี้จะทำให้สิ่งเหล่านี้เคลื่อนที่น้อยลงและอยู่ภายใต้ข้อ จำกัด ที่โครโมโซมทำงานภายใต้ ตัวอย่างเช่น พลาสมิด “การทำให้เคลื่อนที่ไม่ได้” สามารถติดตั้งในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงเพื่อลดการถ่ายโอนยีนที่มีพลาสมิดเป็นพื้นฐานในกลุ่มของแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคดื้อยาหลายชนิดที่รู้จักกันในชื่อESKAPE เชื้อโรค
หากเราทำเช่นนั้นได้ บางทีในอนาคตเราอาจจะสามารถป้องกันการแพร่กระจายของยีนที่เรากังวลได้ เช่น ยีนดื้อยาปฏิชีวนะหรือยีนก่อความรุนแรง
แนะนำ ufaslot888g / slottosod777
