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二号站平台研究表明HGT是如何改变进化规则的

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莫纳什大学的科学家们在世界上首次发现HGT可以改变进化的规则。
 
今天发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究概述了这一发现。该研究由ARC Future的研究员迈克·麦克唐纳(Mike McDonald)博士和博士候选人劳拉·伍兹(Laura Woods)领导,两人都来自莫纳什大学生物科学学院。
 
麦克唐纳博士说:“HGT在微生物进化中非常重要,特别是在人类病原体耐药性的进化中。”
 
他说:“在医院、下水道和农场生活的细菌中,抗生素耐药性基因很常见,因为这些地方由于人类活动而使用了抗生素。”
 
“然而,当科学家检查没有抗生素的环境,例如,2号站森林或河口,仍然可以检测到抗生素抗性基因。”
 
麦克唐纳博士和他的研究团队进行了一项进化实验,2号站代理以研究导致抗生素耐药性的基因是如何在环境中传播的。
 
他们在不含抗生素的培养基中测试了对抗生素敏感的细菌。但是他们允许这种细菌从其他耐抗生素细菌那里接受HGT。
 
麦克唐纳博士说:“我们使用全基因组测序来确认抗生素耐药性基因是否在人群中传播,即使没有选择。”
 
“后来,我们用高浓度的抗生素挑战我们进化的人群。
 
“我们发现接受了HGT的人群可以通过抗生素治疗存活下来,但是没有接受HGT的控制组人群没有存活下来。”
 
研究人员发现,抗生素抗性基因可以传播到没有经历抗生素选择的人群中,而且,即使这些基因处于低水平,他们也为未来的抗生素挑战做好了准备。
 
麦克唐纳博士说:“这可以解释为什么医院里的抗生素耐药性发展得如此之快。”
 
他说:“我们的研究第一次表明,即使没有抗生素选择压力,抗生素抗性基因也可以在人群中存在。”
 
“这也可以解释为什么病人在结束抗生素治疗后很长一段时间内仍然有耐药性细菌,以及为什么细菌即使以前没有接触过抗生素,也会迅速进化出耐药性。”
 
麦克唐纳博士说,这项研究很重要,因为它向我们展示了HGT是如何改变进化规则的。
 
以前人们认为,唯一能在一个种群中传播的基因是那些能“当下”(在种群所处的环境中)带来好处的基因。
 
这是因为自然选择将低适合度、有害基因从种群中剔除。
 
但我们的工作表明,如果HGT能将足够的基因转移到人群中,它就能提供一种力量,阻止自然选择,并允许那些不能带来好处的基因在人群中传播。”
 
Mike McDonald博士,ARC未来研究员,莫纳什大学生物科学学院

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