细菌质粒很容易获取新基因并将其传播到新物种

谢菲尔德大学的一项新研究发现，细菌质粒很容易获取新基因并将其传播到新物种 - 这是细菌物种之间转移抗生素抗性的一个日益重要的问题。

质粒是DNA的环状分子，可以在相邻细菌之间复制。当它们携带有用的基因时，它们对细菌有益，但是当它们携带的基因无用时，质粒通常很麻烦，它们在细菌之间传播时有点像寄生虫。

大学动物与植物科学系的科学家们发现，当物种像寄生虫一样，而不是在它们有益时，质粒可能最适合在物种间传播基因。

在该研究中，谢菲尔德团队与约克大学和利物浦大学的科学家合作，在自然生态学和进化论中发表了研究，在土壤“微观世界”中建立了细菌种群。这些由接种细菌的少量土壤组成，所述细菌携带在汞存在下有益的质粒。

通过添加少量汞，研究人员可以控制质粒是有益的还是寄生的。在对基因组进行测序之前，研究人员允许细菌和质粒在这些条件下进化数百代。

谢菲尔德大学研究的首席研究员Jamie Hall博士说：“我们对测序结果感到非常惊讶。

“在几个种群中，质粒从一个物种中汲取了基因并将它们传播到另一个物种。我们知道这可能会发生，但我们并不期待看到这么多。最有趣的是，质粒最好是采集基因并转移当物种像寄生虫一样时它们之间。

“如果质粒是有用的，那么细菌往往会从它们的亲本那里继承它。但是如果质粒没有用，那么细菌更有可能从它们的邻居那里捡起它 - 因此更容易捡到邻居的其他基因太。”

他补充说：“如果我们想象细菌就像20世纪90年代的PC电脑一样，它们交换的基因是程序，质粒就像软盘一样 - 能够复制自己以及它们可能在相邻细菌之间携带的任何其他基因。”

细菌进化，尤其是对抗生素的抗药性，是一种新兴的公共卫生威胁。质粒也可以吸收和转移抗生素抗性基因，因此这项研究的结果表明对医院管道和废水处理厂这样的地方的关注，这可能为质粒提供在物种之间移动基因的机会。

霍尔博士说：“我们的研究表明，细菌可以快速进化，特别是通过从邻居那里获取基因，质粒可能在这一过程中发挥重要作用。”

“理解有利于质粒扩散的条件是这个难题的重要组成部分。”

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