Гарвард заснял на видео эволюцию кишечной палочки за 10 дней

Исследователи из Гарвардского университета засняли на видео, как кишечная палочка разрастается в гигантской чашке Петри, в которую добавили антибиотики, чтобы показать, как легко бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам. В течение 10 дней колонии кишечной палочки всего через несколько поколений становятся устойчивы ко все более и более сильным антибиотикам и в конце концов выживают даже при самых больших дозах.

В чашку Петри размером 120 на 60 сантиметров ученые налили 14 литров бактериологического агара (питательная среда для бактерий). Антибиотики распределили от краев чаши к центру в концентрации от 0 до 1000 соответственно.

Кишечная палочка без первоначальной устойчивости к лекарству останавливается на первой линии антибиотиков, будучи не в состоянии двигаться дальше. Но затем одна из колоний мутирует и в бактерии эволюционирует ген (или набор генов) с устойчивостью к антибиотикам, так что небольшая часть бактерий перемещается дальше – в зону с низкой концентрацией антибиотиков. Это происходит вплоть до увеличения концентрации лекарства в 1000 раз в течение 10-дневного периода.

Происходящее связано со способностью кишечной палочки к быстрому размножению. В идеальных условиях она делится каждые 20 минут, то есть на каждом 20-минутном интервале количество бактерий может удвоиться. Вместе с этим бактерия имеет и высокие темпы эволюции и благодаря горизонтальному переносу генов быстро приобретает устойчивость к лекарствам. Время от времени возникают в том числе и нежелательные мутации, но на резистентность к лекарствам это не влияет.

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, ежегодно около 23 000 человек умирают от инфекций, устойчивых к антибиотикам.