Algumas bactérias podem multiplicar rapidamente genes úteis para sua sobrevivência, especialmente sob o efeito de um antibiótico. Um estudo descreve um mecanismo de amplificação genética até então subestimado, capaz de favorecer uma adaptação rápida e reversível.
A amplificação genética corresponde à criação de várias cópias de uma mesma região do DNA. Quanto mais um gene é copiado, mais a célula pode produzir a proteína associada. Esse ganho às vezes permanece temporário, mas pode dar uma vantagem imediata em um ambiente hostil.
Bactéria E. coli
Foto de Eric Erbe, colorização digital de Christopher Pooley
Os pesquisadores desenvolveram uma ferramenta computacional chamada AmpliFinder. Ela identifica, em dados de sequenciamento curtos, as junções deixadas quando pequenos fragmentos móveis de DNA deslocam ou copiam regiões do cromossomo bacteriano.
A equipe analisou 10 347 isolados obtidos em experimentos de evolução em laboratório. O conjunto incluía 9 696 amostras de Escherichia coli e 651 de Acinetobacter baumannii. Os pesquisadores identificaram 113 novas amplificações associadas a esses elementos móveis.
A maioria não seguia o esquema clássico esperado. Em E. coli, 81 das 106 amplificações eram ditas não canônicas, contra 25 formas clássicas. Essas estruturas atípicas eram frequentemente mais curtas e presentes em maior número de cópias, o que pode concentrar a vantagem em alguns genes específicos.
Nos experimentos realizados com antibióticos, essas amplificações não canônicas continham genes de resistência com mais frequência do que o acaso preveria: um enriquecimento que atinge 3,4 vezes o valor esperado.
Um experimento com o cloranfenicol permitiu acompanhar diretamente esse processo. Uma região contendo o gene de resistência mdfA passou de uma cópia para mais de 13 cópias durante a adaptação. Esse aumento podia depois diminuir quando a pressão de seleção mudava.
AmpliFinder permitirá agora procurar essas estruturas em outras coleções genômicas, especialmente isolados clínicos e ambientais. Os pesquisadores poderão então medir sua frequência real e determinar sua contribuição para as resistências encontradas fora do laboratório.