После анализа данных за 70 лет и почти 500 различных измерений мутаций, исследование показывает, что отдельные микробы, такие как бактерии, обнаруженные в более плотных микробных популяциях, мутируют намного меньше, чем микробы в более редких группах.Мутации в бактериях могут привести к ряду результатов, в том числе стать устойчивыми к антибиотикам. Таким образом, это исследование может проложить путь к лучшему пониманию устойчивости к антибиотикам, внося свой вклад в более эффективные способы борьбы с ростом числа устойчивых к антибиотикам «супербактерий».Исследование, проведенное в сотрудничестве с университетами Килла и Мидлсекса, следует за предыдущим исследованием команды, в котором также рассматривалась взаимосвязь между частотой мутаций и плотностью популяции микробов, но только у одной конкретной бактерии, E. coli.
Это исследование показало, что «одинокие» бактерии почти в десять раз чаще мутируют, чтобы противостоять антибиотикам, чем бактерии, живущие в густых популяциях.Это исследование, финансируемое Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC), значительно расширяет эти первоначальные результаты, анализируя частоту мутаций во всех сферах жизни, анализируя 68 независимых исследований 26 видов микробов, включая вирусы.
За этим последовали еще сотни экспериментов, в которых использовалось почти 2 триллиона микробных клеток, которые, хотя и были крошечными, если их положить встык, простирались бы от Манчестера до Ньюфаундленда в Канаде (почти 4000 км). Результаты показывают, что первоначальное открытие повторяется для нескольких антибиотиков, нацеленных на бактерии и даже дрожжи.
Доктор Крис Найт из факультета естественных наук и инженерии университета и старший автор исследования сказал: «Спонтанные мутации подпитывают эволюцию, но когда эта мутация приводит к чему-то более серьезному, например устойчивости к антибиотикам, это становится проблемой. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), если сопротивление будет продолжать расти, к 2050 году это приведет к ежегодной смерти 10 миллионов человек.«Вот почему конкретные мутации, которые мы наблюдали в лаборатории, связаны с устойчивостью к антибиотикам».ВОЗ заявляет, что эта проблема угрожает эффективной профилактике и лечению постоянно растущего спектра инфекций, вызываемых бактериями, паразитами, вирусами и грибками, и представляет собой все более серьезную угрозу для здоровья населения во всем мире.
Авторы называют свое открытие «пластичностью скорости мутаций, связанной с плотностью», или DAMP. DAMP — это способ, которым частота этих мутаций меняется в зависимости от среды микроба.
Исследователи обнаружили, что DAMP может играть ключевую роль в снижении мутаций, вызывающих устойчивость к антибиотикам.Доктор Крашовец из факультета биологии, медицины и здравоохранения и ведущий автор исследования поясняет: «Согласно нашим исследованиям, DAMP снижает вероятность устойчивости бактерий к антибиотикам при более высокой плотности населения. Мы ожидаем, что DAMP влияет на ход эволюции в более общем плане, и понимание его причин и следствий поможет понять и контролировать эволюцию.
«Что интересно в DAMP, так это то, что для него требуются белковые молекулы, которые делают одно и то же с очень разными микробами, а это означает, что мы можем начать понимать, почему частота мутаций варьируется таким образом. Это означает, что наши результаты могут стать первым шагом к клиническому манипулированию микробным DAMP как способ замедлить развитие устойчивости к антибиотикам ».
