Tutkijat löysivät uuden bakteeripopulaatioiden evoluutiomekanismin

Tämänkaltaiset muutokset ovat erittäin yleisiä lukuisissa bakteerisuvuissa, paljastui analysoimalla suuri määrä genomeja.

- Koska säätelytekijät voivat siirtyä horisontaalisesti kehityshaarasta toiseen ja yli lajirajojen, antaa tämä mekanismi bakteereille huomattavan evoluutiopotentiaalin sopeutua muuntuviin elinolosuhteisiin, sanoo Suomen Akatemian COIN-huippuyksikön professori Jukka Corander Helsingin yliopistosta. Hän oli vastuussa genomien laskennallisista analyyseista yhteistyössä MIT- ja Tel Avivin yliopiston tutkijoiden kanssa.

Tutkimuksessa osoitettiin kokeellisesti virtsatietulehduksia yleisesti aiheuttavan Escherichia coli -bakteerin kannan avulla, että jopa yhden ainoan geenin säätelytekijän muutos ilman varsinaisen geenin muuntumista voi saada aikaan huomattavan edun stressitekijöitä sisältävissä elinolosuhteissa.

Ihmisen immuunipuolustusjärjestelmä nimittäin altistaa sairauksia aiheuttavat bakteerit oksidatiiviselle stressille, joka tuhoaa bakteerien solut. Oksidatiivisessa stressissä solujen happitasapaino järkkyy, ja monet menestyksekkäät bakteerit ovat kehittäneet puolustusjärjestelmiä tätä vastaan. Kokeessa matkittiin oksidatiivisen stressin vaikutusta ja verrattiin, miten eri säätelytekijöillä varustetut mutta muuten identtiset bakteerit kykenevät lisääntymään. Toisenlaisessa koejärjestelyssä osoitettiin lisäksi, että bakteereilla on kyky poimia ympäristöstään vaihtoehtoisia säätelytekijöitä genominlaajuisesti. Tällä kyvyllä on merkittävää vaikutusta geenien ilmenemiseen, ja sitä kautta bakteerien mahdollisuuksiin sopeutua elinolosuhteiden muutoksiin.

Löydös avaa osaltaan uuden suunnan tarkastella ihmisen infektiosairauksia aiheuttavien bakteerien muuntumista vastineena antibioottien ja rokotteiden aiheuttamaan valintapaineeseen.

Lähde:

Transfer of non-coding DNA drives regulatory rewiring in bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences: http://www.pnas.org/content/early/2014/10/08/1413272111.full.pdf+html

Lisätiedot:

Professori Jukka Corander, Helsingin yliopisto, matematiikan ja tilastotieteen laitos, COIN- huippuyksikkö, puhelin 050 415 5294, jukka.corander@helsinki.fi

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, 050 415 0316, minna.merilainen@helsinki.fi