Scoperto un hotspot di mutazione estrema nei batteri: lo studio mostra come l'attività genica promuova le mutazioni
Una ricerca innovativa identifica un aumento di 5000 volte del tasso di mutazione nel promotore di un gene batterico
Un nuovo studio pubblicato su PLOS Genetics ha identificato un hotspot mutazionale estremo nel genoma di Pseudomonas fluorescens e fornisce indicazioni senza precedenti sul rapporto tra regolazione genica e tassi di mutazione. I risultati potrebbero avere implicazioni di vasta portata per la comprensione dell'evoluzione batterica, dell'adattamento e della resistenza agli antibiotici.
La ricerca di Andrew D. Farr, Christina Vasileiou, Peter A. Lind e Paul B. Rainey mostra che le mutazioni nella regione promotrice del gene rpoS si verificano a un tasso sorprendente, circa 5000 volte superiore a quello previsto. La mutazione è stata osservata in numerose popolazioni batteriche indipendenti e si è verificata in modo prevedibile in 137 su 153 repliche.
Questa mutazione è direttamente correlata all'attività trascrizionale: più un promotore è attivo, più frequentemente si verificano mutazioni in quel promotore. Negli esperimenti in cui l'attivazione trascrizionale è stata bloccata, il tasso di mutazione è diminuito di quasi 60 volte, dimostrando un chiaro legame causale tra espressione genica e mutagenesi.
"I nostri risultati mostrano un legame inaspettato tra regolazione genica e tasso di mutazione e suggeriscono che alcune regioni genomiche possono essere più suscettibili ai cambiamenti mutazionali", ha dichiarato Andrew Farr, autore principale dello studio. Questo potrebbe avere importanti implicazioni per la comprensione dell'adattamento batterico e dell'evoluzione della resistenza agli antibiotici". Attualmente stiamo studiando le precise interazioni molecolari che causano questi alti tassi di mutazione e sviluppando principi per prevedere dove potrebbero verificarsi questi hotspot mutazionali".
Importanza per l'evoluzione e la resistenza agli antibiotici
Le mutazioni sono fondamentali per il cambiamento evolutivo e guidano l'emergere di nuovi tratti, specie e, in alcuni casi, resistenza agli antibiotici. Questo studio fornisce una forte evidenza del fatto che l'attivazione trascrizionale può aumentare localmente i tassi di mutazione, influenzando potenzialmente l'evoluzione dei genomi batterici e lo sviluppo della resistenza agli antibiotici.
Rivelando un meccanismo attraverso il quale l'attività genica stessa influenza i tassi di mutazione, questa ricerca sfida le nozioni tradizionali di mutagenesi e apre nuove strade per lo studio dell'evoluzione del genoma nei batteri e non solo. Una migliore comprensione delle basi molecolari di questi hotspot potrebbe aiutare a prevedere dove e come potrebbero avvenire le mutazioni in altri microrganismi e rivelare nuove strategie per mitigare l'adattamento dei batteri alle condizioni ambientali, compresi gli antibiotici.
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