Для такой медленно растущей и нечасто делящейся бактерии как Mycobacterium tuberculosis, этот микроорганизм очень долго заставлял ученых гадать о его феноменальных свойствах к развитию антибиотикорезистентности, которая может формироваться в считанные недели или месяцы.

Иследователи туберкулеза из университета Сан-Диего считают, что разрешили эту загадку – ответ может заключаться в эпигенетических особенностях бактерии. Прежде ученые фокусировались только на изучении генома микобактерии. Это открытие может принципиально продвинуть диагностику, терапию и разработку вакцин против туберкулеза.

Эпигенетика — сравнительно недавнее направление биологической науки и пока не так широко известно, как классическая генетика. Под ней понимают раздел генетики, который изучает наследуемые изменения активности генов во время развития организма или деления клеток. Эпигенетические изменения не сопровождаются перестановкой последовательности нуклеотидов в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Эпигенетические механизмы обеспечивают запуск процессов в хроматине через модификации гистонов и метилирование ДНК.

Авторы данной работы описывают феноменально быстрый ответ микобактерий как "межклеточное мозаичное метилирование", подразумевая их способность быстро создавать различные субпопуляции с уникальными фенотипами. Даже если антибиотики уничтожат большую часть субпопуляций, так или иначе в живых останутся несколько других, способных развить антибиотикорезистентность.

Этот феномен также объясняет, почему у некоторых пациентов диагностическое тестирование не способно полноценно предугадать неэффективность антибиотикотерапии и почему некоторые из них возвращаются спустя несколько месяцев с рецидивом инфекции. Благодаря этому открытию становится понятным наличие активных очагов инфекции на КТ у "излеченных" пациентов.

Исследование было опубликовано в журнале eLife.

Обычно для ответа на антибиотики бактерии используют классические механизмы, задействующие их геномный аппарат. Хотя о влиянии эпигенетики на жизнедеятельность микобактерий было известно уже давно, команде исследователей только сейчас удалось найти точные доказательства существования этого феномена в контексте антибиотикорезистентности.

В дальнейшем ученые планируют изучить, какие именно гены подвержены метилированию. Это позволит использовать полученные данные в клинической практике.

Источник: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.58542