可翻转的DNA开关有助于细菌抵抗抗生素

细菌有许多众所周知的技巧可以适应不断变化的环境，例如突变和共享DNA片段。研究较少的是一种机制，通过微调特定基因或途径的使用，使细菌能够对抗快速环境变化的赌注，这一过程被称为“相变”。相变通过一个独特的细菌启动子和其他基因调控DNA片段(称为逆转子)发挥作用，这些片段可以在物理上来回翻转。当面向前方(相对于周围的DNA)时，这些可逆元素会使附近的基因转向; 当向后时，基因保持关闭。但很少有人知道逆转子在细菌世界中的广泛存在，它们控制着哪些细菌功能，以及个体的独特生理组成是否会影响哪些逆转子细菌翻转或关闭。

由马萨诸塞州综合医院广泛传染病和微生物组计划(IDMP)以及麻省理工学院微生物组信息学和治疗学中心(CMIT)的研究人员领导的团队撰写的科学报告称，逆转子存在于各种细菌中，反转子培养抗生素抗性的情况，并表明它们可能有助于细菌适应和殖民新宿主。

该团队指出，Invertons很常见，特别是在人体肠道中发现的细菌物种中。许多细菌通过控制它们在表面上展示的蛋白质和其他分子来帮助细菌调节它们与宿主免疫系统和周围环境其他方面的相互作用。

它们似乎也响应细菌细胞的周围环境。例如，对来自微生物组移植的肠道细菌的调查显示，许多逆转子在它们接受者定居时会翻转方向，进一步支持环境适应性作用。

此外，该团队发现了许多调节抗生素抗性基因的逆转子，其“关闭”/“开启”比率在药物暴露后显着变化。在这种情况下，图片开始从他们的数据中出现。在一组细菌中，监督抗性基因的逆转子将在大多数细胞中处于“关闭”位置。(抗生素抗性基因经常影响蛋白质生产等重要功能，因此细菌大部分时间都会使这些基因失去作用。)然而，反转子将在少数细胞中“开启”，使它们具有抗性。

抗生素暴露会消灭该组中的大部分细菌，但少数可以补充人群。抗生素消失后，随着时间的推移，逆转子在大多数细胞中“翻转”。

为了得出它们的结论，研究人员检查了存放在国家生物技术信息中心的近55,000个细菌基因组的序列数据，使用一种称为PhaseFinder的定制算法来寻找逆转子的基因组标记，随后进行实验室研究。他们还对接受微生物移植手术的患者进行了细菌采集。

总的来说，该团队的研究结果指出了逆转子在管理细菌及其寄主如何共存方面发挥作用的许多部分，以及潜在地促进抗生素耐药性上升的趋势 - 需要进一步深入研究。