Команда ученых из Оксфорда обнаружила, что развитие резистивности к антибиотикам у бактерий не связано с генетическими механизмами защиты. Исследователи изучали воздействие нелетальных доз антибиотика ципрофлоксацина на две различные группы бактерий Pseudomonas aeruginosa (синегнойной палочки), одна из которых была генетически модифицирована не активировать SOS-систему защиты. Работа опубликована в Proceedings of the Royal Society B.

Ученые обнаружили, что в присутствии антибиотика бактерии, способные активировать SOS-систему, имеют кратковременное преимущество. Они способны более эффективно воспроизводиться из-за некоторых генов, активированных во время процесса защиты для починки поврежденной ДНК. Однако, при исследовании более долгосрочной эволюции бактерий (более двухсот поколений) команда не обнаружила никаких доказательств, позволяющих утверждать, что SOS-система ускорила выработку резистивности у генетически немодифицированных бактерий.

SOS-система – защитная система, включающаяся в клетке в ответ на повреждения ДНК, произошедшие в клеточном цикле и не устраненные при репарации ДНК, и начало мутагенеза. В норме гены системы подавляются репрессирующими белками LexA, которые при повреждении ДНК инактивируются белком RecA.

В ходе работы исследователи отметили, что активация SOS-системы стала менее выраженной из поколения к поколению вслед за прогрессом устойчивости к антибиотикам. По словам авторов, довольно скромный рост скорости мутаций, связанный с SOS-системой, компенсируется снижением эффективной силы отбора вследствие повышенной устойчивости на популяционном уровне. Таким образом, происходит выравнивание скоростей развития устойчивости у обеих групп бактерий.

Под действием антибиотиков бактерии изменяют экспрессию ряда генов. Одним из откликов на воздействие является активация SOS-системы, приводящей к увеличению скорости мутации ДНК. Поскольку мутации ДНК являются основной чертой эволюции, работу системы ранее нередко связывали с выработкой резистивности к антибактериальным препаратам, предлагая в качестве решения проблемы блокировать реакцию. Команда выражает скептицизм в отношении подобного подхода, рассчитывая своими исследованиями изменить к решению проблемы выработки устойчивости к антибактериальным препаратам.

Автор: Евгений Анохин