Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Kaedah menawarkan potensi untuk memahami ketahanan anti bakteria

Anonim

Para ahli biologi dapat memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana spesies telah berkembang - dan juga mencari jalan untuk menangani rintangan antibiotik - menggunakan alat yang dibangunkan baru-baru ini di KTH Royal Institute of Technology di Stockholm.

iklan


Kaedah yang lebih baik untuk mengenal pasti bagaimana gen berkembang telah dibangunkan oleh pasukan antarabangsa yang termasuk Jens Lagergren, seorang profesor dalam sains komputer dan biologi pengiraan di KTH.

Model dan kaedah baru menawarkan satu cara untuk memahami sejarah gen, kata Lagergren. Tetapi dalam jangka panjang penyelidikan berpotensi membawa kepada pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana spesies berkembang dan menyediakan asas untuk menangani rintangan antibiotik.

Evolusi spesies boleh dalam banyak kes digambarkan dengan pokok. Perkara yang sama boleh dikatakan untuk menggambarkan evolusi keluarga gen, iaitu, gen berkaitan yang mempunyai fungsi yang serupa dengan spesies yang ditemui di dalamnya.

Maklumat yang dibawa oleh gen dalam satu keluarga gen boleh diubah oleh mutasi kedudukan DNA individu, serta melalui peristiwa utama seperti kehilangan atau duplikasi seluruh gen.

Yang terakhir menimbulkan gen baru sepenuhnya dalam keluarga gen. Dalam bakteria, gen sering dipindahkan antara individu dalam spesies yang sama. Mereka juga melompat dari satu spesies ke satu lagi, iaitu bagaimana rintangan antibiotik merebak antara pelbagai jenis bakteria.

"Menerangkan bagaimana keluarga gen yang berbeza muncul semasa evolusi adalah penting untuk memahami bagaimana gen yang berbeza berkaitan dengan satu sama lain, " kata Lagergren.

"Di mana ada cawangan pada pokok gen, gen itu mempunyai fungsi baru, " katanya.

Lagregren bekerja dengan rakan-rakan dari KTH dan Sains untuk Life Life (SciLifeLab) untuk membangunkan model kebarangkalian yang memberikan gambaran yang lebih terperinci tentang bagaimana gen gen telah berkembang melalui evolusi, dan apabila gen akhirnya melompat dari satu spesies ke yang lain di pokok spesies.

Dengan mendasarkan kaedah mereka pada model matematik dan analisis Bayesian, para penyelidik berjaya menghasilkan alat untuk ahli biologi yang berminat untuk melompat gen dan sifat yang mereka bawa dengannya.

"Analisis Bayesian membolehkan seseorang memulakan dari pemerhatian yang telah dibuat dalam realiti dan melihat model mana yang paling mungkin diberikan pemerhatian ini, " kata Lagregren. "Ini terlalu memakan masa untuk dilakukan dengan tangan, tetapi ia mungkin dilakukan dengan bantuan komputer."

Beliau menggunakan model itu kepada dua set spesies bakteria, dan mendapati bahawa kaedah baru ini berfungsi lebih baik daripada kaedah tradisional dan bukan statistik.

"Sekarang ini penyelidikan asas yang tulen untuk memahami sejarah gen, " katanya. "Walau bagaimanapun, dalam jangka masa panjang, model-model ini boleh digunakan untuk memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana spesies yang berbeza telah berkembang dan berkaitan dengan satu sama lain, bukan sahaja melalui warisan langsung tetapi juga dengan pemindahan gen."

Kaedah dan model boleh digunakan untuk melihat kekeluargaan antara spesies lebih jelas daripada sebelumnya.

Dan, Lagregren menambahkan, metode itu dapat menyediakan satu asas untuk menangani rintangan antibiotik.

"Kaedah ini menerangkan algoritma dan perisian yang berkaitan, yang akan menjadi alat penting bagi penyelidik yang bekerja dengan bakteria dan gen yang mereka hantar pada masa yang sama, seperti untuk penentangan antibiotik, " katanya.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh KTH Institut Teknologi Diraja . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. J. Sjostrand, A. Tofigh, V. Daubin, L. Arvestad, B. Sennblad, J. Lagergren. Kaedah Bayesian untuk Menganalisis Pemindahan Gen Lateral . Biologi Sistematik, 2014; DOI: 10.1093 / sysbio / syu007