Streptococcus pneumoniae, czyli dwoinka zapalenia płuc zwana potocznie pneumokokiem, jest czynnikiem etiologicznym wielu chorób dzieci, osób starszych i pacjentów z osłabioną odpornością. Stan kompetencji, czyli gotowość do pobrania obcego materiału genetycznego z otaczającego środowiska na drodze transformacji, pozwala bakterii tej przeżyć w niekorzystnych warunkach środowiska, ponieważ niesie ze sobą możliwość nabycia nowych genów i funkcji pożytecznych z punktu widzenia patogenu. Mechanizm ten, zaliczany do zjawiska tzw. horyzontalnego transferu genów, przyczynia się do szybkiego nabywania antybiotykooporności, głównie w środowisku szpitalnym.
Grupa badaczy z Uniwersytetu Groningen potwierdziła, że działanie na pneumokoki antybiotykami hamującymi proces replikacji DNA powoduje aktywację kompetencji. Dzieje się tak dlatego, że geny operonu comCDE zaangażowane w uruchomienie tego procesu znajdują się w bliskiej odległości od miejsca inicjacji replikacji oriC na chromosomie bakteryjnym. Antybiotyki powodujące zatrzymanie widełek replikacyjnych, takie jak kanamycyna, nie hamują jednak procesu inicjacji replikacji, wobec czego w bliskim sąsiedztwie oriC wciąż dochodzi do powielania fragmentu nici DNA. Prowadzi to do wzrostu liczby kopii tych genów w komórce bakteryjnej, co potwierdzono zarówno na poziomie markerów DNA, jak i na poziomie transkryptomu.
Przedstawiony mechanizm pokazuje, że w obecności antybiotyków hamujących replikację pneumokoki, poprzez pośredni wzrost kopii genów zaangażowanych w aktywację kompetencji, są w stanie z dużo większym prawdopodobieństwem nabyć geny oporności i przeżyć w warunkach terapii. Zależność ta dowodzi jednocześnie, że rozmieszczenie genów istotnych dla przeżycia bakterii w bliskiej odległości oriC stanowi ważne i skuteczne przystosowanie ewolucyjne.
KOMENTARZE