Перенос генов между грам+ и грам- бактериями
Показано, что горизонтальный перенос генов между грамположительными и грамотрицательными бактериями происходит достаточно часто не только в экспериментальных условиях, но и в природе [ Werner, 2001 , Nandi, 2004 ].
Анализ конкретных данных, полученных в исследованиях клинических штаммов бактерий, выполненных в 80-90 гг., обнаруживает многочисленные факты подобного рода. В ряде случаев удалось не только зафиксировать факты миграции гена (генов) устойчивости между грам+ и грам- штаммами бактерий, но и ориентировочно определить время, когда произошло это событие. Так, широко распространенный среди штаммов стрептококков и энтерококков ген устойчивости к эритромицину ermB был обнаружен в 1987г. на конъюгативной плазмиде pIP1527 клинического штамма E.coli. Гомология на уровне ДНК ermB-генов, обнаруженных в грам+ и грам- бактериях приближалась к 100%, а содержание Г+Ц в ДНК гена из E. coli составляло 33 mol%, что характерно для стрептококков, но не для E. coli [ Brisson-Noel, 1988 ].
Также впервые в 1985 г. ген устойчивости к канамицину ( aphA3 ), распространенный в штаммах грамположительных стрептококков, обнаружили в штамме грамотрицательной бактерии Campylobacter coli BM2509 на конъюгативной плазмиде pIP1433 [ Trieu-Cuot, 1986 , Lambert, 1985 ].
Аналогичные факты были выявлены в отношении гена tetM , первоначально обнаруженного у стрептококков, и только через некоторое время у нескольких видов грамотрицательных бактерий [ Burdett, 1982 , Morse, 1986 , Roberts, 1986 ]. Все три упомянутых гена ermB, aphA3 и tetM были локализованы в геноме стрептококков на транспозонах Tn1545 и Tn917 , причем было показано, что эти транспозоны способны перемещаться из грам+ в грам- бактерии [ Brisson-Noel, 1988 , Courvalin, 1987 ].
Случаи обнаружения высокогомологичных детерминант в грам+ и грам- бактериях были описаны и в более поздних работах. Так, гены аминогликозид ацетилтрансферазы AAC(6')-I , обеспечивающие устойчивость к амикацину , гентамицину и другим аминогликозидам, до определенного времени идентифицировали только в штаммах стафилококков и стрептококков. В 90-х гг сходные детерминанты были обнаружены на конъюгативных плазмидах в штаммах энтеробактерий в Словакии и Германии [ Kallova, 1995 ].
Дальнейшие подробные исследования детерминант устойчивости к канамицину и сцепленных с ними детерминант устойчивости к стрептотрицину и стрептомицину грамположительных кокков предоставили новый факт горизонтального переноса между бактериями двух групп. Оказалось, что во многих штаммах грамположительных энтерококков Enterococcus faecium , выделенных из различных источников, присутствует группа сцепленных генов aadE - sat4 - aphA3 . Эти гены практически идентичны не только таковым других видов грамположительных кокков ( Staphylococcus aureus и Staphylococcus intermedius ), но и аналогичным генам грамотрицательной бактерии Campylobacter coli BE/G4 [ Werner, 2001 , Jacob, 1994 ]. При секвенировании удалось выявить только одну нуклеотидную замену A на G в гене sat4 Campylobacter coli и, соответственно, замену аминокислоты Glu на Gly [ Werner, 2001 ].
Хорошо документированные данные получены также в отношении ряда других детерминант устойчивости к тетрациклину и эритромицину ( табл. 3 ). Во всех приведенных случаях исследователи фиксировали факты распространения почти идентичных детерминант устойчивости (гомология на уровне ДНК 99-100%) как среди грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.
На основании приведенных данных можно сделать однозначное заключение: горизонтальный перенос генов между грамположительными и грамотрицательными бактериями не только не является исключительным событием, но происходил и происходит с высокой частотой. В проведенных исследованиях подробно исследованы механизмы переноса генов устойчивости с помощью конъюгативных транспозонов и отчасти плазмид и транспозонов [ Courvalin, 1994 , Salyers, 1995 , Osborn, 2002 , Grohmann, 2003 ].
Следует отметить, что по крайней мере в некоторых случаях показано, что источником генов устойчивости, обнаруженных у грамотрицательных бактерий, являются грамположительные бактерии. Так, содержание G+C в гене ermG конъюгативного транспозона 7853 грамотрицательной бактерии Bacteroides thetaiotaomicron равно 27%, тогда как содержание Г+Ц в хромосоме этой бактерии составляет 42%. Г+Ц хромосомы Bacillus sphaericus , в которой был первоначально обнаружен ген ermG, составляет 47%. Поэтому авторы предполагают, что первоначальным источником гена ermG, обнаруженного в хромосоме Bacteroides thetaiotaomicron, скорее всего были какие-нибудь грамположительные кокки ( ermG имеет наибольший уровень гомологии с ermC Staphylococcus aureus ), откуда они могли попасть в B. sphaericus [ Cooper, 1996 ].
