Учені простежили, як «стрибучий» фрагмент ДНК допомагає лікарняній бактерії виживати

Дослідники Стенфордського університету описали механізм, за допомогою якого Enterococcus faecium може швидко пристосовуватися всередині кишківника тяжкохворих пацієнтів. Ця бактерія здатна спричиняти небезпечні інфекції в людей з ослабленим імунітетом, зокрема після трансплантації кісткового мозку або стовбурових клітин. Робота показала, що її геном містить особливо багато вставних послідовностей — коротких мобільних елементів ДНК, які переміщуються, вимикають гени або посилюють їхню активність.

Команда проаналізувала майже 20 тисяч бактеріальних геномів із відкритих баз і повністю секвенувала збудників інфекцій крові, які протягом кількох років фіксували у Стенфордській лікарні. Родина мобільних елементів ISL3 за останні приблизно 30 років різко збільшила кількість копій у лікарняних штамах E. faecium. Це відрізняє їх і від інших небезпечних лікарняних бактерій, і від нешкідливих споріднених штамів.

Зміна, яку побачили в одному пацієнті

Під час трансплантації стовбурових клітин дослідники регулярно брали зразки випорожнень одного пацієнта і зафіксували, як ISL3 перемістився поруч із геном, потрібним бактерії для отримання фолату. Після цієї вставки ген став активнішим, а змінений варіант краще ріс за дефіциту фолату й антибіотичного стресу. Такий самий незалежний стрибок у тому самому напрямку команда знайшла у геномах бактерій із Нідерландів, Німеччини та Південної Кореї. Повторюваність свідчить, що зміна дає перевагу в пошкодженому кишковому середовищі, а мобільні елементи варто враховувати під час геномного нагляду за лікарняними інфекціями.