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科学家观察到细菌菌毛像鱼叉一样捕获DNA片段 加速进化

逍遥摘要:细菌快速进化-对于我们这些不想看到疾病迅速复发的人来说,这可能是个坏消息。细菌对抗生素的抗性越来越受到关注,但如果科学家能够看到微生物如何进化,他们可能会进行干预。现在,印第安纳大学的研究人员已经“窥视”了这个小小的世界。

科学家观察到细菌菌毛像鱼叉一样捕获DNA片段 加速进化

细菌进化新特性的主要途径之一是通过DNA摄取,也称为水平基因转移。这一过程使它们能够锁定来自周围环境的DNA片段,并将其整合到自己的基因组中,“教导”自己新的技巧,如抗生素抗性。然后细菌可以互相共享这些片段,将能力传播给整个细菌群。

该研究的资深作者Ankur Dalia表示:“水平基因转移是抗生素耐药性在细菌物种之间移动的重要方式,但该过程之前从未观察到,因为所涉及的结构非常小。了解这一过程非常重要,因为我们越了解细菌如何共享DNA,我们就越有可能阻止它。”

科学家观察到细菌菌毛像鱼叉一样捕获DNA片段 加速进化

尽管过去的研究集中于阻止细菌共享这些DNA片段,但这项新研究希望找到可能阻止它们首先吸收它们的方法。人们很早就知道细菌使用称为菌毛的可延伸附属物来帮助它们从周围收集DNA。为了突出这一过程,研究人员用荧光染料给细菌和DNA片段着色。研究人员能够观察到细菌的菌毛能够像鱼叉一样捕获DNA片段,然后通过细菌细胞壁的细小孔隙将其收回。

“这就像穿针一样,”该研究的第一作者Courtney Ellison表示。“外膜孔的大小几乎就是弯曲成一半的DNA螺旋的确切宽度,这可能是正在发生的事情,如果没有菌毛来引导它,DNA碰到孔隙的机会并以恰好的角度进入细胞的机会基本上是零。”

该研究发表在《自然-微生物学》杂志上。

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