Верхушка айсберга
У бактерий нашли 76 новых генов антибиотикорезистентности
Проанализировав геномы бактерий со всего мира, микробиологи из Гетеборгского университета в Швеции обнаружили ряд ранее неизвестных генов, отвечающих за устойчивость к сильным антибиотикам карбапенемам.
Карбапенемы – класс антибиотиков широкого спектра действия, часто применяемые против полирезистентных штаммов бактерий, на которые не действует ряд других препаратов. Тем не менее, некоторые особенно агрессивные бактерии научились справляться и с карбапененами при помощи фермента B1-металло-β-лактамазы, который способен деградировать антибиотик. Гены, отвечающие за резистентность такого типа, бывает непросто обнаружить, поскольку зачастую они расположены на мобильных генетических элементах – последовательностях ДНК, способных перемещаться внутри генома. В новом исследовании ученые предложили подход к анализу ДНК бактерий, который эффективно предсказывает новые гены, кодирующие B1-металло-β-лактамазу.
В основе разработанного учеными алгоритма лежит использование так называемых скрытых марковских моделей. С их помощью алгоритм определил паттерны последовательности ДНК, исследуя уже известные гены устойчивости к карбапенемам. Затем, исследуя любую последовательность ДНК, алгоритм присваивал ей некоторую оценку – вероятность того, что в ней также закодирован ген B1 металло-β-лактамазы. Гены со значением выше порогового ученые считали потенциальными мишенями для дальнейших исследований.
Проанализировав более 10 000 геномов бактерий со всего мира, ученые выявили 76 ранее неизвестных генов-кандидатов. Чтобы проверить эффективность предсказания, часть из них авторы работы синтезировали и внедрили кишечной палочке Escherichia coli. Эксперимент показал, что из 21 гена 18 оказались работоспособными, – это указывает на высокую точность алгоритма предсказания. Таким образом, исследователи увеличили количество известных генов B1 металло-β-лактамазы более чем в два раза.
Результат своей работы авторы статьи называют «верхушкой айсберга», который показывает, как много существует до сих пор не изученных типов антибиотикорезистентности. В дальнейшем ученые также планируют разработать алгоритмы, позволяющие обнаружить гены устойчивости к другим типам антибиотиков. Зная больше о том, как бактерии противостоят лечению, мы сможем более эффективно справляться с полирезистентными бактериями, считают исследователи.
Статья с описанием результатов работы опубликована в журнале Microbiome.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru