La bactérie E. coli pourrait être bien in addition able de développer une résistance aux antibiotiques que les scientifiques ne le pensaient auparavant, selon une nouvelle étude publiée dans Science le 24 novembre.
Dirigés par le professeur externe Andreas Wagner du SFI, les chercheurs ont cartographié expérimentalement as well as de 260 000 mutations possibles d’une protéine d’E. coli essentielle à la survie de la bactérie lorsqu’elle est exposée à l’antibiotique triméthoprime.
Au cours de milliers de simulations numériques très réalistes, les chercheurs ont ensuite découvert que 75 % de toutes les voies évolutives possibles de la protéine E. coli dotaient finalement la bactérie d’un niveau de résistance aux antibiotiques si élevé qu’un clinicien ne donnerait as well as l’antibiotique. triméthoprime à un client.
« Essentiellement, cette étude suggère que des bactéries comme E. coli pourraient être as well as aptes à développer une résistance aux antibiotiques que nous ne le pensions initialement, et cela a des implications in addition larges pour comprendre remark divers systèmes de biologie évolutive, de chimie et d’autres domaines s’adaptent et évoluent, » déclare Wagner, biologiste évolutionniste à l’Université de Zurich en Suisse.
En moreover de découvrir de nouvelles découvertes potentiellement inquiétantes sur la résistance aux antibiotiques, les travaux des chercheurs jettent également le doute sur une théorie de longue date sur les paysages de physical fitness. Ces cartes génétiques représentent la façon dont un organisme – ou une partie de celui-ci, comme une protéine – s’adapte à son environnement.
Sur les paysages de health, différents details du paysage représentent différents génotypes d’un organisme, et la hauteur de ces details représente la mesure dans laquelle chaque génotype est adapté à son environnement. En termes de biologie évolutive, l’objectif est de trouver le pic le in addition élevé, qui indique le génotype le moreover apte.
La théorie dominante concernant les paysages de health and fitness prédit que dans les paysages très accidentés ou ceux présentant de multiples pictures de health, la plupart des populations en évolution seront piégées dans des pictures inférieurs et n’atteindront jamais le summum de l’adaptation évolutive.
Cependant, tester cette théorie a été extrêmement difficile jusqu’à présent en raison du manque de données expérimentales sur des paysages de exercise suffisamment vastes.
Pour relever ce défi, Wagner et ses collègues ont utilisé la technologie d’édition génétique CRISPR pour créer l’un des paysages de condition physique les as well as combinatoirement complets à ce jour pour la protéine dihydrofolate réductase (DHFR) d’E. coli.
Ce qu’ils ont découvert était surprenant. Le paysage comportait de nombreux sommets, mais la plupart étaient de mauvaise issue physique, ce qui les rendait moins intéressants pour l’adaptation. Cependant, même dans ce paysage accidenté, environ 75 % des populations simulées ont atteint des sommets de situation physique élevés, ce qui garantirait à E. coli une résistance élevée aux antibiotiques.
Les implications dans le monde réel sont significatives. Si des paysages accidentés comme celui-ci sont courants dans les systèmes biologiques, cela pourrait signifier que de nombreux processus d’adaptation, tels que la résistance aux antibiotiques, pourraient être furthermore accessibles qu’on ne le pensait auparavant.
Le résultat pourrait à terme conduire à une réévaluation des modèles théoriques dans divers domaines et inciter à des recherches moreover approfondies sur l’impact des paysages du monde réel sur les processus évolutifs.
« Cela a de profondes implications non seulement en biologie mais au-delà, nous incitant à réévaluer notre compréhension de l’évolution du paysage dans divers domaines », explique Wagner. « Nous devons passer de modèles théoriques abstraits à des modèles de paysage réalistes et informés par les données. »
