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更多证据表明细菌在世界各地“飞行”以分享基因

来源:cnBeta.COM 发布时间: 2019-03-27 08:45:16 编辑:Emily

导读:细菌可以相互分享基因的事实令人惊叹并且使人担忧 - 科学家认为这是它们如此迅速地对抗生素产生耐药性的方式。

细菌可以相互分享基因的事实令人惊叹并且使人担忧 - 科学家认为这是它们如此迅速地对抗生素产生耐药性的方式。我们很容易认为这些细菌需要非常接近才能共享抗生素抗性基因,但不幸的是,情况可能并非如此。

更多证据表明细菌在世界各地“飞行”以分享基因

一项针对世界各地细菌的新遗传研究发现,孤立的种群拥有令人难以置信的相似“分子记忆”,这表明它们基本上是在世界各地“飞行”来传播它们的基因。

当细菌被称为噬菌体的病毒感染时,感染后存活的细菌将记忆 - 小片病毒DNA - “储存起来并传递给后代”。这允许微生物快速发展以应对新的环境和威胁。

这些“分子记忆”能够很好地记录特定细菌群体遇到过的所有病毒。对于这项新研究,来自俄罗斯、法国、智利和以色列的科学家着手调查和比较分离的细菌种群的遗传历史。

该团队收集了一个名为嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)的细菌物种的多个样本,顾名思义,它们在炎热的环境中茁壮成长。这些细菌来自相隔数千英里的地方:意大利的维苏威火山和埃特纳火山,智利北部和南部的两个温泉,以及俄罗斯堪察加半岛的温泉。

然后研究人员分析了这些不同种群的DNA序列。他们期望看到细菌群体的遗传历史彼此截然不同 - 认为不同的病毒会出现在这些环境中,随着时间的推移,细菌会沿着不同的进化路径开始。但令他们惊讶的是,它们之间有一个奇怪的“协议”。

“然而,我们发现存在大量的共享记忆 - 相同的病毒DNA片段以相同的顺序储存在远处温泉的细菌DNA中,”该研究的资深作者Konstantin Severinov说道。“我们的分析可能为全球共享抗生素抗性基因的有害细菌的生态学和流行病学研究提供信息。”

更多证据表明细菌在世界各地“飞行”以分享基因

接下来的问题显而易见:孤立的细菌群体如何能够在如此远的距离内共享这些基因?研究人员推测这些细菌正在向天空传播。

“我们的研究表明,必须有一个行星范围的机制,确保在遥远的地方之间交换细菌,”Severinov表示。“因为我们研究的细菌生活在非常热的水中 - 大约160°F(71°C) - 在偏远的地方,想象动物、鸟类或人类运输它们是不可行的。它们必须通过空气运输,这种运动必须非常广泛,以便孤立地方的细菌具有共同的特征。”

去年有一项研究指出,每天都有数十亿的细菌和病毒从空中掉落,席卷整个地球表面

。研究人员计划通过在不同海拔和位置采集空气样本,并查看他们发现的细菌种类,进一步证实这一想法。

该研究发表在《Philosophical Transactions of the Royal Society B》期刊上。