Ученые из Института науки и технологий Австрии (ISTA) выяснили, что кишечная палочка Escherichia coli при нехватке ресурсов способна обмениваться ДНК с помощью вирусов-бактериофагов и системы CRISPR-Cas. Этот процесс напоминает примитивную форму полового размножения и позволяет бактериям быстрее адаптироваться к меняющимся условиям. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution. Об этом пишет издание Phys.org.
Авторы работы — постдок Павел Пейн и профессор Кэлин Гуэт. Они показали, что бактерии используют вирусы как «опылителей»: фаги переносят фрагменты ДНК между клетками, а клетки-реципиенты могут встраивать эту ДНК в свой геном и передавать потомству. По словам Гуэта, это фактически половое размножение, основанное на системе защиты от вирусов, которая позже легла в основу технологий редактирования генов.
Исследователи отмечают, что такой обмен генетическим материалом происходит в 100 раз чаще, чем спонтанные мутации. При этом процесс запускается именно в условиях, близких к голоданию: связанный с ним ген активируется при стрессе. В благоприятных условиях бактерии размножаются бесполым путем.
По словам Пейна, половое размножение в природе распространено, потому что ускоряет адаптацию. Аналогичная стратегия перестройки ДНК помогает E. coli выживать при нехватке питательных веществ и быстрее эволюционировать.