Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society Interface, показывает, что бактериальная ДНК может изменяться от обычной двойной спирали, известной как B-ДНК, до более компактной формы A-ДНК, когда сталкивается с враждебными условиями, такими как обезвоживание. .Важно отметить, что ученые определили уникальный процесс в ДНК, называемый переходом B-A-B, который позволяет ей изменять свою структуру в ответ на изменение окружающей среды. Не влияя на способность бактерий функционировать и воспроизводиться, это уникальное структурное изменение приводит к тому, что B-ДНК превращается в A-ДНК, а затем возвращается к своей исходной форме B-ДНК, чтобы гарантировать выживание бактерий.Доцент Бейден Вуд из Университета Монаша сказал, что исследование дает важную новую информацию о том, как бактерии могут выжить в течение определенного периода времени в засушливых условиях.
«Наши результаты могут быть важны для понимания того, как спящие бактерии, которые переносятся с сухих поверхностей, могут становиться активными и воспроизводиться в организме человека», — сказал доцент Вуд.Аспирант и первый автор статьи Донна Уилан сказала, что наиболее распространенной формой ДНК, обнаруживаемой в большинстве организмов, является B-ДНК.
Однако считается, что А-форма проявляет защитные свойства, позволяя спорам бактерий выжить при сильном воздействии ультрафиолета и других экстремальных условиях окружающей среды.«Наше исследование, в котором использовался инфракрасный свет для изучения структуры ДНК внутри живых бактерий, демонстрирует, что бактерии могут выжить, принимая форму А-ДНК после удаления большей части воды — и это действительно новаторский подход», — сказала Донна Уилан.
Новые результаты основаны на исследовании, проведенном адъюнкт-профессором Вудом и Донной Уилан в 2011 году на австралийском синхротроне, которые показали, что один и тот же переход ДНК B-A-B происходит во всех типах клеток. Примечательно, что теперь команда обнаружила, что это изменение может иметь биологическую функцию у бактерий, потенциально помогая им пережить обезвоживание.Доцент Бейден Вуд сказал, что способность ДНК трансформироваться, а затем снова изменяться в человеческих клетках, до сих пор озадачивала ученых.«В человеческих клетках ДНК прочно связана с белками, известными как гистоны, поэтому тот факт, что она может переходить в другую форму, а затем снова меняться, поражает.
У нас нет биологической причины, почему этот переход ДНК происходит в человеческих клетках, но теперь мы можем понять его роль в бактериях », — сказал доцент Вуд.Междисциплинарная команда Monash исследовала четыре вида бактерий с использованием живых клеток. Тщательно увлажняя и обезвоживая бактерии, а затем анализируя клетки с помощью инфракрасного метода, который обнаруживает колебания ДНК, команда обнаружила, что все четыре вида претерпели один и тот же переход B-A-B.
Профессор Джулиан Руд, который координировал микробиологические аспекты исследования, сказал, что, поскольку большинство бактерий оставалось полностью функциональным после гидратации и регидратации, результаты показывают, что A-ДНК может обладать высокоразвитой защитной способностью для обеспечения выживания.«Мы обнаружили, что A-ДНК обладает удивительной способностью защищать и обеспечивать продолжение жизни даже в условиях экстремального стресса, в данном случае обезвоживания. В наших тестах, даже после того, как большая часть воды была удалена, A-ДНК сработала, а затем снова превратилась в B -ДНК помогает бактериям выжить, — сказал профессор Руд.
На следующем этапе исследования команда изучит, как бактерии выживают в других условиях, таких как температура, уровень pH, кислород, питательные вещества и противомикробные препараты, и выяснит, какую роль в этих условиях играет «умная» ДНК.