Хотя новый механизм был обнаружен в грибе под названием Mucor circinelloides, он, вероятно, будет использоваться другими грибами, а также бактериями, вирусами и другими организмами, чтобы противостоять лечению различными наркотиками. Открытие появляется 27 июля 2014 по своей природе.«Этот механизм дает организму больше гибкости», сказал Джозеф Хейтмен, Доктор медицины, доктор философии, главный автор исследования и преподаватель и председатель молекулярной генетики и микробиологии в Медицинской школе Университета Дюка. «Классическая, Менделевская мутация – более постоянное обязательное решение, как традиционный брак.
Эти epimutations обратимы, более сродни начинанию жить вместе. Если условия изменяются, легче вернуться к способу, которым были вещи».
epimutations столь переходные, на самом деле, что исследователи почти игнорировали их. Сиселия Уолл, аспирант в докторе Хейтмене и лабораториях доктора Марии Карденас, искала мутации, которые сделают человеческий грибковый болезнетворный микроорганизм M. circinelloides стойким к противогрибковому препарату FK506 (также известный как tacrolimus). Этот болезнетворный микроорганизм вызывает редкую, но смертельную грибковую инфекцию mucormycosis, появляющееся инфекционное заболевание, которое преимущественно поражает людей с ослабленными иммунными системами.
Как типично для большинства экспериментов устойчивости к лекарству, Стена сначала вырастила болезнетворный микроорганизм в чашках Петри, содержащих противогрибковый препарат. Она нашла, что несколько организмов, которые пережили лечение, выглядели по-другому, будучи меньшими и менее разбросанными, чем их родительские грибы.
Стена тогда изолировала те грибы и упорядочила ген FKBP12 – цель FK506 – чтобы искать мутации, которые присудят устойчивость к лекарству.Однако она не могла обнаружить мутации в приблизительно одной трети изолирования.
Кроме того, Стена нашла, что многие мутанты продолжали «исчезать», походя меньше на мутантов и больше как их родители после того, как она приняла наркотик далеко.«Это – пример чего-то, что Вы могли бы найти в лаборатории и просто выбросить», сказала Сильвия Кэло, доктор философии, ведущий автор исследования и постдокторант в лабораториях Хейтмена и Карденаса. «Вы ищете мутантов в одном гене и когда Вы не находите мутацию в части изолирования, Вы решаете не работать над теми больше и вместо этого сосредоточиться на других. Но мы хотели знать то, что продолжалось».Исследователи начали задаваться вопросом, могло ли бы явление, известное как вмешательство РНК или RNAi, быть причиной этой нестабильной устойчивости к лекарству.
RNAi использует части РНК – химического кузена ДНК – чтобы заставить определенные гены замолчать. Хотя RNAi не существует в каждом организме, исследователи знали, что это было активно в M. circinelloides из-за новаторской работы их сотрудников Росы Руис-Васкес и Сантьяго Торреса-Мартинеса, с которым Современное испанское арго обучалось в Университете Мурсии, Испания.
Таким образом, Современное испанское арго искало присутствие маленьких РНК – подпись RNAi – в стойком препарате изолирует. Она не нашла маленьких РНК в изолировании, которое содержало мутации в FKBP12, но она действительно находила их в тех, которые испытывают недостаток в мутациях. Значительно, Современное испанское арго нашло, что эти маленькие РНК только заставили замолчать ген FKBP12 и не любые другие места в геноме.
Результаты демонстрируют, что M. circinelloides может развивать устойчивость к лекарству два различных пути, или устойчиво посредством постоянных мутаций или скоротечно через обратимый epimutations.«Эта пластичность позволяет организму полностью изменить эпигенетические мутации, когда селективные давления смягчены», сказало Современное испанское арго. «Иначе глушение гена, когда это не должно быть заставлено замолчать, было бы тратой энергии».Исследователи думают, что эти epimutations могли использоваться во множестве ситуаций, позволяя организму приспособиться к неблагоприятной окружающей среде и затем приспособиться снова, когда условия улучшаются. Хотя они только показали epimutations в двух разновидностях M. circinelloides, к ним уже приблизились много других исследователей, которые интересуются исследованием подобного нестабильного поведения в других организмах как Aspergillus и Neurospora.
«Это могло быть похожим на открытие других молекулярных явлений как интроны или microRNAs, где все это началось всего с одного примера», сказал Хейтмен. «Мы думаем, что это открытие может оказаться обобщенным справедливо быстро».