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Les découvertes remueront la recherche neuve dans l'évolution bactérienne

Les bactéries ont acquis jusqu'à 90 pour cent de leur matériel génétique de substance de bactéries lointainement relative, selon la recherche neuve de l'Université d'Arizona dans Tucson.

La conclusion a des implications biomédicales importantes parce qu'un tel gène-échanger, ou le transfert de gène transversal, est la voie que beaucoup de bactéries pathogènes captent la résistance aux antibiotiques ou devient plus virulente.

« Pour mettre à jour des traitements efficaces et développer les antibiotiques neufs, il est important de surveiller les régimes et des configurations du transfert de gène transversal, » a dit le membre de l'équipe Howard Ochman, un professeur d'uA des biochimies et de la biophysique moléculaire et un membre de l'institut du BIO5 de l'uA.

La recherche résout également un puzzle évolutionnaire de longue date. Beaucoup de scientifiques ont argué du fait qu'entraîner des arbres généalogiques traditionnels ne semble pas raisonnable pour des bactéries, parce que leurs génomes représentent un mélange de matériel génétique de leurs cellules parentales et de l'autre substance des bactéries.

Ochman et travail de ses collègues prouve que des lignées bactériennes peuvent encore être tracées en considérant seulement les formes « traditionnelles » du patrimoine génétique. L'échange répandu des gènes ne tremble pas la ligne de l'origine parce que les gènes acquis perdent du génome à une remarque postérieure ou, s'ils persistent, aux bactéries puis les communiquent à leur progéniture.

Pouvoir classifier des bactéries est essentiel pour le médicament, Ochman a dit. « Si vous allez chez le docteur avec l'angine il peut être assez certain que ce soit le résultat d'une infection avec une substance de streptocoque et peut pour cette raison prescrire un antibiotique adapté. Si vous ne pourriez pas classifier des bactéries parce qu'elles ont des gènes de partout dans, les médecins ne pourraient pas faire ceci. »

Le rapport de recherche est publié dans la question actuelle de la biologie de PLoS, procurable sur www.plosbiology.org. Les co-auteurs d'Ochman sont Nancy Moran, le professeur de régents d'uA de l'écologie et la biologie évolutionnaire et le membre BIO5, et l'Emmanuelle Lerat, maintenant chez Universite Claude Bernard (Lyon, France) et Vincent Daubin, maintenant au scientifique recherche De de La nationale du centre (le CNRS) en France. La recherche a été financée par le Département de l'énergie et le National Science Foundation.

Le transfert de gène transversal, seul au monde bactérien, a été longtemps identifié en tant que terrain communal. Mais jusqu'ici les scientifiques n'ont pas su lesquels des gènes d'une bactérie sont venus du transfert de gène transversal et ce qui avait été hérité de son parent.

Dans leur étude, les scientifiques se sont concentrés sur le groupe meilleur-étudié de bactéries, la Gamma-Protéobactérie. Il comprend beaucoup de virus humains, y compris la salmonelle, le Shigella, l'Escherichia coli pathogène, et les pseudomonas.

L'équipe d'Ochman comparée la substance bactérienne en analysant leurs caractéristiques de séquence génomique. Les chercheurs ont alors calculé les arbres généalogiques, tenant compte des gènes acquis, et ont apparié les arbres à un arbre déterminé de référence. Pour tous les gènes, la correspondance était environ 95 pour cent. Ceci a prouvé que le mécanisme répandu du transfert de gène transversal ne nuit pas l'approche traditionnelle d'employer les arbres généalogiques pour impliquer des relations. L'équipe d'Ochman a constaté que seulement 205 gènes gènes de la Gamma-Protéobactérie d'approximativement 7.205 sont partagés par toute la substance. L'immense majorité de gènes trouvés dans le groupe vient du transfert de gène transversal. Les « la plupart de ces derniers se produisent dans un ou quelques substances seulement, » Ochman a dit. « Mais ce sont les gènes qui rendent des bactéries différentes entre eux. »

Le plus couramment, des gènes sont transmis par des bactériophages, les virus qui détournent particulièrement des cellules de bactéries. Comme les seringues minuscules, les bactériophages injectent leur propre matériel génétique dans la cellule hôte, le forçant pour produire les bactériophages neufs. Pendant un tel événement, des gènes du génome bactérien peuvent être comportés aux bactériophages neuf effectués. Ils injectent leur charge génétique neuf modifiée dans d'autres bactéries. De cette façon, bactériophages agissent en tant que navettes, reprenant l'ADN d'une bactérie et le vidant dans des des autres. Les bactéries peuvent également établir le contact par les tubes minuscules de lien par lesquels elles mélangent des pièces d'ADN. Ils peuvent également reprendre le matériel génétique de l'environnement.

Ochman pense que les découvertes de l'équipe remueront la recherche neuve dans l'évolution bactérienne. « Elle devrait exciter pour voir si le transfert de gène a été si répandu dans d'autres groupes de bactéries, aussi. »