Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий

Другой способ борьбы с такими плазмидами состоит в том, чтобы найти гены, используемые некоторыми бактериями для включения и выключения содержащихся в этих плазмидах генов устойчивости. Такая “индуцируемая устойчивость” создает ужасные проблемы при лечении некоторых разновидностей бактериальных инфекций, потому что их возбудители могут, судя по результатам лабораторных анализов, казаться восприимчивыми к определенному антибиотику, а во время лечения пациента неожиданно включать гены устойчивости. Однако выключатели этих генов привлекают медиков как перспективные мишени для средств, подавляющих устойчивость микробов к антибиотикам. Например, в английском Бристольском университете специалистка по молекулярной биологии Вирве Энне занимается поисками выключателя, который в нормальных условиях подавляет активность целой плазмиды устойчивости у кишечной палочки³⁸. Эта плазмида, когда она включена, делает кишечную палочку неуязвимой для тетрациклина, ампициллина, стрептомицина и сульфаметоксазола – четырех антибиотиков из числа наиболее широко используемых в медицине. К началу 2007 года исследовательнице удалось сузить область поисков “регуляторного переключателя” этой плазмиды до одной из нескольких групп генов. Когда она найдет этот переключатель, следующая ее задача будет состоять в том, чтобы разобраться, какого рода сигналы его запускают и как их можно заблокировать.

Разумеется, плазмиды – не единственное хранилище генов устойчивости. Некоторые из таких генов, попадая в бактерию на плазмиде, тут же перескакивают в главную хромосому. Другие возникают в результате мутаций или встраиваются в хромосому вместе с ДНК бактериофагов (вирусов, которые заражают бактерий) или конъюгативных транспозонов (своего рода “перескакивающих генов”). Надежда во всех этих случаях прежде всего на один или несколько методов прямого выключения генов – на так называемые антисмысловые генетические технологии. Эти технологии предполагают искусственное создание фрагментов ДНК с обратной последовательностью, блокирующих работу соответствующих генов. Самым известным примером применения таких технологий был не имевший коммерческого успеха сорт помидоров “Флавр-Савр”, выведенный в начале девяностых. Специалисты по генной инженерии получили этот медленно созревающий сорт, введя в него антисмысловой ген, частично блокировавший синтез гормона созревания, что позволяло фермерам собирать уже зрелые (а значит, более ароматные) помидоры, не боясь, что они сгниют по дороге к покупателю³⁹. Незначительно улучшенного аромата оказалось недостаточно, чтобы преодолеть недоверие покупателей к генетически модифицированному “Франкенфрукту”, но сам факт его получения был выдающейся демонстрацией возможности антисмысловых технологий.

Примерно в то же время, когда “Флавр-Савр” совершал свой непродолжительный дебют, команда Стюарта Ливи в Университете Тафтса начала работу над созданием антисмыслового гена, блокирующего работу гена устойчивости ко многим антибиотикам mar (multiple-antibiotic-resistance),

обнаруженного у множества близкородственных болезнетворных микробов, в том числе сальмонелл (возбудителей пищевых отравлений), шигелл (возбудителей бактериальной дизентерии), чумных палочек (возбудителей чумы) и дюжины с лишним возбудителей внутрибольничных инфекций: энтерококков, цитробактеров, серраций и клебсиелл. Ген mar представляет собой своего рода центральный переключатель для целого набора генов устойчивости, делающих микробов невосприимчивыми к десяткам антибиотиков, от давних стандартных средств, таких как тетрациклин и ампициллин, до перспективных новых препаратов, таких как норфлоксацин. Ливи и его коллеги встроили полученный антисмысловой ген к гену

mar в плазмиды и с помощью минутного повышения температуры до 42° C

или электрического импульса побуждали клетки кишечной палочки поглощать такие плазмиды⁴⁰. Этот метод, конечно, нельзя было использовать на практике для борьбы с болезнетворными микробами, но он открывал многообещающее новое направление исследований.