Революционное открытие профессора Костаса Константинидиса полностью изменило научное понимание жизни бактерий. Вопреки устоявшемуся мнению о невозможности формирования видов у микроорганизмов, исследователь доказал, что бактерии, как и высшие организмы, способны объединяться в четко определенные группы. Более того, новейшие данные показывают, что микроорганизмы поддерживают целостность своих видов через особый механизм, напоминающий половое размножение.
Профессор Технологического института Джорджии Константинидис увлеченно делится своими наблюдениями: «Мы задались вопросом о механизмах поддержания видовой целостности у микробов. Нам было важно понять, каким образом бактерии сохраняют свое сходство внутри одного вида».
Традиционно считалось, что микроорганизмы размножаются преимущественно бесполым путем через бинарное деление, а генетический обмен происходит редко. Однако благодаря инновационному биоинформационному методу анализа генного переноса международной команде ученых удалось установить, что бактерии гораздо активнее используют механизмы, сходные с половым размножением.
Эти захватывающие результаты были представлены научному сообществу в престижном журнале Nature Communications.
Для глубокого изучения механизмов сохранения видовой идентичности ученые провели масштабный анализ геномов двух природных популяций микробов. В ходе исследования было изучено более сотни штаммов солелюбивой бактерии Salinibacter ruber из испанских солончаков, а также проанализированы геномы кишечной палочки, обнаруженной на британских фермах.
В результате тщательного сравнения геномов родственных микроорганизмов исследователи обнаружили ключевую роль процесса гомологичной рекомбинации в поддержании единства видов. При этом процессе микробы активно обмениваются участками ДНК, встраивая новый генетический материал взамен собственного. Примечательно, что такой обмен происходит повсеместно по всему геному, а не ограничивается отдельными участками.
Константинидис подчеркивает уникальность этого явления: «Хотя этот процесс существенно отличается от классического полового размножения высших организмов, где обмен ДНК происходит при мейозе, конечный результат – поддержание видового единства – оказывается схожим. Постоянный генетический обмен выступает объединяющим фактором, обеспечивающим сходство организмов одного вида».
Особенно интересным открытием стало то, что бактерии предпочитают обмениваться генетическим материалом с представителями своего вида, что способствует формированию четких межвидовых границ. «Наше исследование помогает решить фундаментальную проблему микробиологии – понимание механизмов видообразования и взаимодействия между организмами», – отмечает Константинидис.
Значимость этого прорыва трудно переоценить – он открывает новые горизонты в различных областях науки, от экологии до медицины. Разработанные методы предоставляют мощный инструментарий для будущих эпидемиологических исследований и углубленного изучения микробного разнообразия, что может привести к важным открытиям в области здравоохранения и охраны окружающей среды.
[Фото: Tomeu Viver / Georgia Institute of Technology]
