Antybiotyki i mikroflora jelitowa czesc 4

Fagi lub wirusy bakteryjne służą jako nośnik bakteryjnego transferu genów (ii) przez transdukcję DNA z jednej komórki gospodarza do drugiej. Podczas lizy, fagi mogą przypadkowo pakować DNA bakterii, albo losowo inkorporując fragmenty genomu bakterii do cząstek faga (uogólniona transdukcja) lub pobierając bakteryjny DNA umiejscowiony w pobliżu miejsca integracji faga (wyspecjalizowana transdukcja). Po lizogennym zakażeniu nowego gospodarza materiał genetyczny można utrzymać w genomie przez rekombinację homologiczną lub integrację specyficzną dla miejsca. W procesie naturalnej transformacji (iii) niektóre gatunki bakterii mogą pobierać wolny DNA ze środowiska, stosując kompleksy białek błonowych. Podczas gdy niektóre gatunki wykazują kompetencje w fazach ich cyklu życiowego, inne reagują na sygnały pozakomórkowe w celu zainicjowania wychwytu DNA. Będąc już w społeczności, presja selekcyjna i możliwości ograniczenia kosztów związanych z opornością na antybiotyki (35) prawdopodobnie przyczyniają się do jej utrzymania przez ekosystem. Badanie, w którym opisano kulturotwórcze drobnoustroje pochodzące od ponad 600 osób, ujawniło, że większość z nich żywi społeczności jelitowe, w których co najmniej 10% członków było opornych na pojedynczy antybiotyk, a ponad jedna trzecia niosła mikroby wykazujące fenotypy oporności wielolekowej (36). Podmioty te pochodziły ze środowisk wiejskich, miejskich i szpitalnych i chociaż oporność na określone leki wykryto częściej w grupie hospitalizowanej, oporność na większość antybiotyków była podobna we wszystkich grupach. W oddzielnym badaniu badano populacje bakterii w kale od dwóch osobników, stosując metody niezależne od kultury i zależne od kultury (37). Co najmniej 20% izolatów wyhodowanych z każdego osobnika było opornych na 10 różnych leków, obejmujących szereg klas antybiotycznych oraz leków bakteriostatycznych i bakteriobójczych. Genomowe wstawki wychwycone z DNA całej społeczności dodatkowo ujawniły ekspansywny repertuar sekwencji kodujących zapewniających funkcje oporności w ludzkim mikrobiomie. Ponieważ większość bakterii związanych z gospodarzem jest opornych na obecne techniki hodowlane, ta metagenomiczna perspektywa zapewnia mniej spolaryzowaną ocenę częstości występowania genów oporności w całej jelitowej społeczności drobnoustrojów. Horyzontalny transfer genów w środowisku jelitowym Zbiornik determinantów oporności na antybiotyki w mikrobiomie przedstawia dostępny bufor informacji genetycznej do szybkiego wprowadzania innowacji przez członków społeczności jelitowej z wykorzystaniem mechanizmów wymiany genów. Bakterie są zdolne do przekazywania informacji genetycznej między sobą za pomocą poziomych szlaków koniugacji, transdukcji faga i naturalnej transformacji (odnośniki 38 i Figura 2). Międzykomórkowy ruch DNA jest dodatkowo ułatwiony dzięki wewnątrzkomórkowej mobilizacji, takiej jak transpozony i mobilne integrony. Elementy te mogą przemieszczać się do plazmidów i integrować elementy koniugacyjne, ułatwiając ich dostęp do zbiorowego metagenomu bakteryjnego. Zmobilizowane cechy oferują bakteriom zdolność do ekspansji niszowej i dywersyfikacji funkcjonalnej poprzez umożliwienie pobierania próbek innowacji udoskonalonych przez współistniejące drobnoustroje (39). Ze względu na wewnętrzną ewolucowalność i mechanizmy replikacji poziomo nabytego materiału genetycznego, taki materiał może stanowić od 15% do 20% genomów prokariotycznych (40). Ostatnie prace wskazują, że przenoszenie genów jest powszechne w jelitach. Szeroka ocena zdarzeń bocznego transferu genów między bakteriami z wielu środowisk wykazała, że bakterie związane z człowiekiem mają 25 razy większe szanse na wymianę materiału genetycznego niż bakterie z innych środowisk, a blisko spokrewnione z nimi bakterie wykazują poziomy transfer genów (HGT ) w 20% do 40% wszystkich porównań bakteryjnych (41). Ta ekspansywna i silnie połączona sieć wymiany genów może być konsekwencją wyjątkowych okoliczności zamieszkiwania jelit przez drobnoustroje. Podczas gdy poszczególne gatunki wyewoluowały wyspecjalizowane funkcje w ekosystemie jelitowym, mikroflora ma podobne cele w swoich wzajemnych relacjach z gospodarzami i podlegają tym samym selektywnym naciskom, które ograniczają żywotność w jelitach ludzkich. Na przykład siły mechaniczne w przewodzie żołądkowo-jelitowym i obrót komórek nabłonka śluzówki zagrażają przemieszczeniu, wymagając, aby bakterie kojarzyły się z błoną śluzową jelit i śluzem lub angażowały się w inne interakcje fizyczne. Ponieważ ludzki układ odpornościowy reaguje na sygnały drobnoustrojów i reguluje skład społeczny, subwersja bakteryjna i współpraca nie są rzadkością jako środki do utrzymywania warunków homeostatycznych dla obłożenia (42)
[hasła pokrewne: artur szudrowicz, gregor laubsch, termometr microlife instrukcja obsługi ]
[podobne: jacek rybacki, gregor laubsch, artur szudrowicz ]