قهرمانان پنهان در نبرد باکتریایی علیه سیستم‌های ایمنی میزبان

به گزارش خبرگراریایمنا^[2]، پلاسمیدها بخش‌های قابل انتقال ژنتیکی در باکتری‌ها، با نقش کلیدی خود در انتقال افقی ژن‌ها، به گسترش مقاومت ضد میکروبی در میان پاتوژن‌ها کمک می‌کنند. با وجود مکانیسم‌های دفاعی باکتریایی همچون سیستم CRISPR-Cas و سیستم‌های محدودیت-اصلاح، پلاسمیدها به شکل مؤثری از طریق کونژوگه بین باکتری‌ها منتقل می‌شوند. یافته‌های جدید حاکی از آن است که ناحیه پیشرو پلاسمیدها می‌تواند حاوی ژن‌هایی باشد که پروتئین‌های ضد دفاعی تولید می‌کنند و به پلاسمیدها کمک می‌کنند تا از مکانیسم‌های دفاعی باکتری میزبان فرار کنند. این کشف می‌تواند به توسعه سیستم‌های تحویل ژنتیکی کارآمد برای جوامع میکروبی طبیعی کمک کند.

پلاسمیدها و گسترش مقاومت ضد میکروبی

پلاسمیدها به عنوان عناصر ژنتیکی خودتکثیر، مسئول انتقال ژن‌ها بین سلول‌های باکتریایی از طریق انتقال افقی هستند، این فرایند برای گسترش مقاومت ضد میکروبی میان باکتری‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد، هرچند سیستم‌های دفاعی باکتری‌ها مانند CRISPR-Cas و سیستم‌های محدودیت-اصلاح از تهاجم عناصر ژنتیکی متحرک جلوگیری می‌کنند، پلاسمیدها با موفقیت به میزبان‌های جدید منتقل می‌شوند. اما چگونه پلاسمیدها از این مکانیسم‌های دفاعی عبور می‌کنند؟

ناحیه پیشرو پلاسمیدها؛ نقطه داغ ژن‌های ضد دفاعی تحقیقات اخیر نشان داده است که ناحیه پیشرو پلاسمیدها، جایی که ابتدا وارد سلول‌های گیرنده می‌شود، نقطه داغی برای کدگذاری سیستم‌های ضد دفاعی است. این منطقه می‌تواند ژن‌هایی را در خود جای دهد که به طور فعال علیه مکانیسم‌های دفاعی باکتریایی مانند CRISPR-Cas، سیستم‌های محدودیت-اصلاح و پاسخ SOS عمل می‌کنند. این ژن‌ها پروتئین‌های خاصی تولید می‌کنند که به پلاسمیدها اجازه می‌دهد از مکانیسم‌های دفاعی باکتری میزبان فرار کنند و انتقال افقی ژن‌ها را تسهیل می‌کنند.

یکی از مهمترین یافته‌ها در این تحقیق، کشف پروموترهایی در ناحیه پیشرو پلاسمیدها بود که بیان DNA تک رشته‌ای را تسهیل می‌کنند. این ویژگی به طور بالقوه به پلاسمیدها امکان می‌دهد تا در مراحل اولیه استقرار خود، از سیستم‌های ایمنی باکتری میزبان دوری کنند. به بیان دیگر، پلاسمیدها در لحظه ورود به سلول گیرنده، به سرعت ژن‌های ضد دفاعی خود را فعال می‌کنند تا از نابودی توسط سیستم ایمنی باکتری میزبان جلوگیری کنند.

یکی دیگر از نکات برجسته این مطالعه، اهمیت محلی‌سازی ژن‌های ضد دفاع در ناحیه پیشرو پلاسمیدها است. محققان به طور تجربی نشان دادند که قرار گرفتن ژن‌های ضد دفاع در این ناحیه، ترکیب کارآمد پلاسمیدها را بهبود می‌بخشد. این کشف نشان می‌دهد که تمرکز بر این بخش از پلاسمیدها می‌تواند به شناسایی ژن‌های ضد دفاعی جدید و متنوعی منجر شود.

یافته‌های این تحقیق نه تنها به درک بهتر از انتشار پلاسمیدها و مقاومت ضد میکروبی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند پایه‌های نظری را برای توسعه سیستم‌های تحویل ژنتیکی مزدوج کارآمدتر در جوامع میکروبی طبیعی فراهم آورد. با بهره‌گیری از این سیستم‌های پیشرفته، می‌توان به روش‌های جدیدی برای مقابله با مقاومت ضد میکروبی دست یافت و حتی از این ابزارها برای درمان بیماری‌های باکتریایی استفاده کرد.

این تحقیق به شناسایی و درک سیستم‌های ضد دفاعی جدیدی پرداخته است که در ناحیه پیشرو پلاسمیدها کدگذاری شده‌اند. این سیستم‌ها نقش مهمی در تسهیل انتقال ژنتیکی افقی ایفا می‌کنند و مقاومت ضد میکروبی را در جمعیت‌های باکتریایی افزایش می‌دهند. این کشف می‌تواند به توسعه استراتژی‌های جدیدی برای مهار انتقال ژن‌های مقاومت کمک کند و گام مهمی در مبارزه با بحران مقاومت ضد میکروبی باشد.