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Os resultados agitarão a pesquisa nova na evolução bacteriana

As bactérias adquiriram até 90 por cento de seu material genético de espécie de bactérias distante relacionada, de acordo com a pesquisa nova da Universidade do Arizona em Tucson.

Encontrar tem implicações biomedicáveis importantes porque tal gene-troca, ou transferência lateral do gene, são a maneira que muitas bactérias patogénicos pegaram a resistência antibiótica ou torna-se mais virulento.

“Para manter tratamentos eficazes e para desenvolver antibióticos novos, é importante monitorar as taxas e testes padrões de transferência lateral do gene,” disse o membro da equipa Howard Ochman, um professor do A da bioquímica e da biofísica molecular e um membro do instituto do BIO5 do A.

A pesquisa igualmente resolve um enigma evolucionário de longa data. Muitos cientistas argumentiram que desenhar árvores genealógicas tradicionais não faz o sentido para as bactérias, porque seus genomas representam uma mistura de material genético de suas pilhas parentais e da outra espécie de bactérias.

Ochman e o trabalho dos seus colegas mostram que as linhagens bacterianas podem ainda ser seguidas considerando somente os formulários “tradicionais” da herança genética. A troca difundida dos genes não borra a linha de descida porque os genes adquiridos obtêm perdidos do genoma em um ponto mais atrasado ou, se persistem, nas bactérias a seguir os transmitem a sua prole.

Poder classificar as bactérias é crucial para a medicina, Ochman disse. “Se você vai ao doutor com garganta de strep pode estar consideravelmente certo que é o resultado de uma infecção com uma espécie de estreptococo e pode conseqüentemente prescrever um antibiótico apropriado. Se você não poderia classificar as bactérias porque têm genes de all over, os doutores não poderiam fazer isto.”

O relatório da pesquisa é publicado na introdução actual da biologia de PLoS, disponível em www.plosbiology.org. Os co-autores de Ochman são Nancy Moran, de regentes do A o professor da ecologia e a biologia evolutiva e o membro BIO5, e o Emmanuelle Lerat, agora em Universite Claude Bernard (Lyon, França) e em Vincent Daubin, agora do la nacional do de do centro no scientifique pesquisa (CNRS) em França. A pesquisa foi financiada pelo Ministério de Energia e do National Science Foundation.

Transferência lateral do gene, original ao mundo bacteriano, tem sido reconhecida por muito tempo como a terra comum. Mas até aqui os cientistas não conheceram qual dos genes de uma bactéria vieram de transferência lateral do gene e qual tinha sido herdado de seu pai.

Em seu estudo, os cientistas centraram-se sobre o grupo melhor-estudado de bactérias, a Gama-Proteobacteria. Inclui muitos micróbios patogénicos humanos, incluindo as salmonelas, o Shigella, Escherichia Coli patogénico, e Pseudomonas.

A equipe de Ochman comparou a espécie bacteriana analisando seus dados genomic da seqüência. Os pesquisadores computaram então árvores genealógicas, levando em consideração os genes adquiridos, e combinaram as árvores a uma árvore estabelecida da referência. Para todos os genes, o fósforo era aproximadamente 95 por cento. Isto mostrou que o mecanismo difundido de transferência lateral do gene não interfere com a aproximação tradicional de usar árvores genealógicas para pressupr relacionamentos. A equipe de Ochman encontrou que somente 205 genes da Gama-Proteobacteria's aproximadamente 7.205 genes estão compartilhados por toda a espécie. A grande maioria dos genes encontrados no grupo vem de transferência lateral do gene. “A maioria destes ocorre em um ou algumas espécies somente,” Ochman disse. “Mas estes são os genes que fazem as bactérias diferentes de se.”

O mais geralmente, os genes são transmitidos por bacteriófagos, os vírus que sequestram especificamente pilhas das bactérias. Como seringas minúsculas, os fago injectam seu próprio material genético na pilha de anfitrião, forçando o para produzir fago novos. Durante tal evento, os genes do genoma bacteriano podem ser incorporados nos fago recentemente feitos. Injectam sua carga genética recentemente alterada em outras bactérias. Esta maneira, bacteriófagos actua como as canelas, tomando acima do ADN de uma bactéria e despejando a em outra. As bactérias podem igualmente fazer o contacto pelas câmaras de ar minúsculas da conexão através de que trocam partes de ADN. Podem igualmente pegar o material genético do ambiente.

Ochman pensa que os resultados da equipe agitarão a pesquisa nova na evolução bacteriana. “Deve ser emocionante ver demasiado se transferência do gene foi tão difundida em outros grupos de bactérias.”