Кишечная инфекция в Германии, унесшая уже больше десяти человеческих жизней, подтверждает, что мы до с их пор не понимаем механизм и настоящее эволюционное значение горизонтального переноса генов, играющего огромную роль в жизнедеятельности низших организмов.
Кишечная инфекция, поразившая уже более тысячи человек преимущественно в северных районах Германии (причем у трети заразившихся болезнь протекает в опасной форме гемолитического уремического синдрома – с сильными коликообразными болями в животе, прогрессирующей почечной недостаточностью, рвотой и кровавой диареей), последнюю неделю все чаще занимает первые строчки новостей.
Вегетарианство от кровавого поноса Кишечная палочка бессильна против вегетарианцев. Как выясняется, чтобы отравить клетки кишечника, ей нужен особый сахар, который человек сам не синтезирует. В организм он попадает только с мясом и молоком....
Обыватели напуганы. Европейские рестораны срочно изымают из своих меню гипотетических переносчиков опасной бациллы – салат латук и свежие огурцы. Роспотребнадзор заявил о готовности ввести беспрецедентные ограничения на овощной импорт из Европы. В общем,
налицо все признаки информационной апокалиптической эпидемии, с завидной регулярностью поражающей последние несколько лет мировое общественное мнение.
Однако если в случае с атипичной азиатской пневмонией, коварно мутировавшим куриным гриппом и свиным мексиканским гриппом мы имели дело с чем-то экзотическим, то на этот раз журналисты разожгли панические настроения банальной кишечной палочкой E. coli.
Ипохондриков, каждое утро замирающих перед своими мониторами в приятном предвкушении очередной напасти, готовой свалиться всем на голову, последнее должно насторожить. Неужели это та самая E. coli, которую можно найти в длинном списке компонентов новейших желудочных суперпилюль, закупленных предусмотрительно в аптеке на случай, если «съел что-нибудь не то»?
Россия закрылась от европейских овощей Россия ввела запрет на ввоз огурцов, помидоров и салата из Германии и Испании из-за вспышки в Европе кишечной инфекции. Глава Роспотребнадзора Геннадий Онищенко грозит расширить запрет на весь Евросоюз....
Все правильно. Бактерия Escherichia coli (названная в честь первооткрывателя кишечной палочки австрийского педиатра Теодориха Эшериха) – основной обитатель кишечной микрофлоры человека, умеющий помимо всего прочего вытеснять из ЖКТ патогенные организмы и продуцировать витамин К2. Полезная палочка заселяет кишечник новорожденного младенца в первый час после рождения, передаваясь ему от матери и окружающей людей, так что всю оставшуюся жизнь оба организма проводят в полезном для обоих симбиотическом содружестве. Палочки, как и положено прокариотам, размножаются методом простого деления клетки и репликации своей ДНК, то есть самоклонированием. Человек поставляет палочкам питательные вещества в виде углеводов.
Устоявшуюся идиллию, однако, могут быстро разрушить друзья кишечной палочки, заглянувшие в ЖКТ на огонек, – точно такие же E. coli, но умеющие продуцировать токсин – белковые соединения, из-за которых клеткам хозяина, то есть нашему кишечнику, становится очень плохо. Тогда мы бежим в аптеку за пилюлями с правильной E. coli, а боли в животе, понос и плохое настроение напоминают нам, что
размножающиеся неполовым путем бактерии тоже имеют право на секс.
Спрашивается, какой такой секс может быть у простейших одноклеточных, у которых отсутствуют половые признаки?
Однако если под сексом понимать соединение организмов, позволяющее обменяться информацией, повышающей шансы на выживание вида, то секс у бактерий есть и выполняет он ту же функцию, что и у высших организмов, к которым имеем счастье принадлежать мы с вами.
Вакцина от поноса Ученые нашли способ в два раза снизить частоту и тяжесть «диареи путешественников» с помощью пластыря, пропитанного токсином. Грегори Гленн и его американские и мексиканские коллеги предложили...
Механизм бактериального секса несколько отличается от нашего. У бактерий нет полового разделения, и секс им нужен не для размножения и заведения потомства, которому, смешиваясь по строго определенным правилам, передается генетическая информация от отца и матери (вертикальный перенос генов), а в буквальном смысле слова для обмена опытом, то есть непосредственного горизонтального переноса информации между организмами.
Функцию хранилища генетической информации у бактерий играет не только замкнутая в кольцо молекула ДНК (нуклеотид), в которой архивирована жизненно важная информация – собственно наследственная память организма, но и
плазмид – дополнительная ДНК, как бы еще один сундучок поменьше, в котором складируется «про запас» менее важная, но могущая оказаться полезной информация (например, для оказания отпора антибиотикам).
Для обмена складированной в плазмидах информацией бактерии используют специальный механизм переноса генетического материала при непосредственном контакте двух клеток – конъюгацию , при котором клетка-донор прикрепляется к клетке-реципиенту с помощью специальных выступов – половых пилей, при этом наследственный материал передается не через них, а непосредственно через бактериальные мембраны.
По мере изучения горизонтального переноса генов (открытого еще в конце 40-х годов прошлого века) выяснилось, что хозяйственные бактерии проявляют удивительную неразборчивость в перенимании и хранении чужого опыта, охотно коллекционируя, прямо как гоголевская Коробочка, не только чужие плазмиды, но и целые участки нуклеотидов, которые могут даже принадлежать микробам совершенно другого вида.
Антидот из кишечной палочки Кишечную палочку удалось приспособить для производства антидота против фосфорорганических соединений – ядов, в число которых входят зарин и множество нервно-паралитических боевых отравляющих веществ....
Кишечные отравления в Германии, потрясшие мировые СМИ, есть прямое следствие такого бактериального промискуитета: жертвами инфекции стали люди, в кишечник которых попала (возможно, вместе с немытыми овощами, но эта версия лишь наиболее вероятная) E. coli с плазмидами, производящими токсичные для клеток нашего кишечника белковые комплексы, действие которых сходно с действием токсина, выделяемого возбудителем дизентерии – кишечной палочкой Shigella dysenteriae (названной так в честь японского микробиолога Киеси Шига, впервые выделившего возбудителя дизентерии).
Именно такая разновидность E. coli – шиго-продуцирущая кишечная палочка, или STEC (Shiga toxin-producing E coli) – была выделена из кала пострадавших от кишечной инфекции европейцев.
Даже совсем маленького количества STEС достаточно, чтобы запустить лавинообразный процесс обмена «плохими» плазмидами между E. coli и заставить пострадавшего носителя, поевшего немытых огурцов, подолгу не вылезать из туалета, а то и обратиться за медицинской помощью.
Почему бактерии начинают так быстро обмениваться новой информацией и какова настоящая эволюционная роль бактериальных токсинов, науке, только сейчас начинающей понимать огромную роль горизонтального переноса генов в эволюции микробных, растительных и даже высших биоценозов, только предстоит установить.
Врачей, однако, пока удивляет не сам факт кишечной эпидемии, которые случаются регулярно даже на относительно чистоплотном Западе (например, в первой половине 1990-х в США, где, кстати говоря, ежегодно фиксируется до 100 смертей от патогенной кишечной палочки), а то, что недружественная нашему кишечнику патогенная E. coli принадлежит относительно редкому штамму Escherichia coli O157:H7, и то, что от нее страдают взрослые: в последний раз кишечная эпидемия, спровоцированная E. coli O157:H7, наблюдалась в США в середине 1990-х у детей.
Во избежание паники упор здесь следует делать на «наблюдалась»: сколько локальных энтерогеморрагических эпидемий происходит внутри человеческой популяции ежегодно, пока никто не знает, поскольку качественный медицинский мониторинг функционирует далеко не во всех даже более или менее развитых странах.
