Բակտերիաներն ընդդեմ հակաբիոտիկների. տեսողական փորձ

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Ի՞նչ է «էվոլյուցիան»: Սա առաջին հերթին բնական զարգացում է, որն ուղեկցվում է գենետիկական կազմի փոփոխությամբ և շրջակա միջավայրին հարմարվողականությամբ։ Այլ կերպ ասած, օրգանիզմները աստիճանաբար մուտացիայի են ենթարկվում՝ դժվարին միջավայրում գոյատևելու համար։

Իսկ հիմա խոսքը ոչ միայն կենդանիների, այլեւ մեզ շրջապատող բակտերիաների մասին է։ Հարվարդի բժշկական դպրոցի գիտնականները նկարահանել են զարմանալի տեսանյութ, որը ցույց է տալիս E. coli բակտերիաների էվոլյուցիան: Հրավիրում ենք դիտելու այն։

Փորձի էությունը հետևյալն էր՝ ցույց տալ, թե ինչպես են բակտերիաները հարմարվում շրջակա միջավայրի բարդ պայմաններին իրենց գոյատևման համար: Դրա համար ստեղծվել է 60 x 120 սանտիմետր չափերով հսկա ուղղանկյուն Պետրի աման։ Սննդային լուծույթը միատարր չէր: Թասը բաժանված էր 9 ուղղանկյուն հատվածի։ Երկու արտաքին հատվածները պարունակում էին նորմալ սննդարար լուծույթ, որի մեջ բակտերիաները կարող են ազատորեն բազմանալ: Բայց յուրաքանչյուր հաջորդ հատվածում հակաբիոտիկներ էին ավելացվում, և որքան մոտ է հատվածը ամանի մեջտեղին, այնքան բարձր էր հակաբիոտիկների կոնցենտրացիան:

Այսպիսով, հենց բակտերիաները հասան հաջորդ հատվածի սահմանին, նրանք այլ ելք չունեին, քան զարգանալ՝ իրենց կյանքին սպառնացող վտանգին դիմակայելու համար: Հակաբիոտիկներին դիմացկուն բակտերիաների նոր շտամները շարունակեցին ավելի շատ բազմանալ, և այդպիսով, հատված առ հատված, հին գաղութները մահացան, իսկ նորերը դանդաղ, բայց հաստատապես շարունակեցին շարժվել դեպի Պետրի ճաշատեսակի հաղթական կենտրոնը: Իհարկե, տեսանյութում դուք կտեսնեք այս գործընթացի բազմակի արագացված ձայնագրությունը, քանի որ ամբողջ փորձը Հարվարդի գիտնականներին տևել է 11 օր։

Փորձը ոչ միայն գիտական, այլեւ կրթական արժեք ունի։ ՄԵԳԱ արենայի մեծ տարածքը թույլ է տալիս բակտերիալ պոպուլյացիայի ճակատի տարածման ժամանակ մուտացիաների և բնական ընտրության տեսողական դիտարկումը:

Քանի որ հակաբիոտիկների դիմադրությունը շարունակում է աճել, բակտերիաների պոպուլյացիայի մեջ առաջանում են բազմաթիվ զուգահեռ էվոլյուցիոն գծեր, որոնք տարբերվում են ֆենոտիպով և գենոտիպով:

Ուսումնասիրելով բակտերիաները բակտերիաների պոպուլյացիայի առաջնագծում և հետևում` գիտնականները մի քանի հետաքրքիր բան են հայտնաբերել: Պարզվել է, որ էվոլյուցիան միշտ չէ, որ առաջ է տանում հակաբիոտիկների նկատմամբ ամենադիմացկուն բակտերիաները։ Տարօրինակ կերպով, երբեմն ամենակայուն տոհմերը թակարդում են ավելի զգայուն բակտերիաների հետևում: Ըստ երևույթին, դա պայմանավորված է «վաղաժամ» մուտացիաներով, երբ որոշ բակտերիաներ պատրաստ են գոյատևել հակաբիոտիկի ավելի բարձր կոնցենտրացիայի մեջ, որը կհայտնվի ապագայում, բայց դեռ չի ի հայտ եկել։ Նման իրավիճակում պոտենցիալ ավելի հարմարեցված բակտերիաները առաջնամասում զիջում են իրենց զուգընկերներին, որոնք հարմարեցված են տվյալ պահին գոյություն ունեցող իրական կոնցենտրացիայի հետ:

Այս տեսությունը ստուգելու համար գիտնականները նմուշներ են վերցրել «վաղաժամ» մուտացիաներով բակտերիաների մեկուսացված գաղութներից և ստիպողաբար տեղադրել դրանք առջևի դիմաց: Ինչպես և սպասվում էր, նրանք գոյատևեցին այնպիսի պայմաններում, երբ հիմնական բակտերիալ ճակատը չէր կարող գոյատևել:

Գիտնականները նաև պարզել են, որ թույլ հակաբիոտիկ ազդեցությանը ավելի լավ հարմարվելը հետագայում արագացնում է ավելի բարձր կոնցենտրացիաներին հարմարվողականությունը (ստորև նկարը): Ամեն ինչ նման է այն մարդկանց, ովքեր ավելի լավ են հարմարվում վատթարացող կենսապայմաններին, եթե փոփոխությունները տեղի են ունենում աստիճանաբար և աննկատ: