Bakterier förvärvade upp till 90 procent av sitt genetiska material från avlägset besläktade bakterier arter, enligt ny forskning från University of Arizona i Tucson.
Fyndet har viktiga biomedicinska implikationer eftersom dessa gen-swapping, eller lateral genöverföring, är hur många sjukdomsframkallande bakterier plocka upp antibiotikaresistens eller blivit mer elakartad.
"För att upprätthålla effektiva behandlingar och utveckla nya antibiotika, är det viktigt att kontrollera priser och mönstren för lateral genöverföring", säger teammedlem Howard Ochman, en UA professor i biokemi och molekylär biofysik och medlem i UA: s BIO5 Institute.
Forskningen löser också en långvarig evolutionär pussel. Många forskare har hävdat att dra traditionella släktträd inte meningsfullt för bakterier, därför att deras arvsmassa utgör en blandning av genetiskt material från sina föräldrar celler och från andra arter av bakterier.
Ochman och hans kollegors arbete visar att bakteriell linjerna fortfarande kan spåras genom att betrakta enbart den "traditionella" former av genetiskt arv. Omfattande utbyte av gener inte sudda inte nedstigande led eftersom de förvärvade gener försvinner från genomet vid ett senare tillfälle, eller om de gör det kvarstår, bakterierna sedan överlämna dem till sina avkommor.
Att kunna klassificera bakterier är avgörande för medicin, sade Ochman. "Om du går till doktorn med streptokocker i halsen kan han vara ganska säker på att det är resultatet av en infektion med en art av Streptococcus och kan därför ordinera en lämplig antibiotika. Om du inte kunde klassificera bakterierna eftersom de har gener från hela, läkare skulle inte kunna göra detta. "
Forskningen publiceras i det senaste numret av PLoS Biology, finns på www.plosbiology.org. Ochman är medförfattare är Nancy Moran, UA Regents 'Professor i ekologi och evolutionsbiologi och BIO5 medlem, och Emmanuelle Lerat, nu vid Université Claude Bernard (Lyon, Frankrike) och Vincent Daubin, nu vid Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Frankrike. Forskningen har finansierats av Institutionen för energi och National Science Foundation.
Lateral genöverföring, unik för den bakteriella världen, har länge setts som vanligt. Men hittills forskarna inte vet vilken av en bakteriens gener kom från lateral genöverföring och som ärvts från den överordnade.
I sin studie, forskarna fokuserade på den mest studerade gruppen av bakterier, Gamma-Proteobacteria. Det innehåller många mänskliga patogener, inklusive Salmonella, Shigella, patogena E. coli och Pseudomonas.