Så svarar bakterier på snabba yttre förändringar

Att förstå hur bakterier snabbt kan anpassa sig till en förändrad yttre miljö med fortsatt hög tillväxt är en av forskningens stora utmaningar inom molekylär mikrobiologi. Det har inte minst betydelse för förståelsen av antibiotikaresistens. I en forskningsstudie från Uppsala universitet presenteras nu en modell över hur bakterier genom smart reglering av sitt genuttryck snabbt kan anpassa sig till förändringar i miljön.

Studien, som nu publiceras i den amerikanska vetenskapsakademiens tidskrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), presenterar en teoretisk modell som fastställer den yttersta gränsen för hur snabbt bakterier kan anpassa sina proteinnivåer till förändringar i livsmiljön.  

För snabb tillväxt i olika miljöer måste bakterier kunna anpassa sina enzymnivåer för att snabbt kunna tillgodogöra sig den näringsmix som för tillfället råder i omgivningen. Om livsmiljön genomgår snabba förändringar måste bakteriens egen produktion av proteiner på ett effektivt sätt följa förändringarna.

Bakteriers tillväxt bestäms inte bara av omgivningens komposition av näringsämnen, utan också av snabba förändringar i livsmiljön. Detta är känt sedan mitten av 1900-talet. Hög bakterietillväxt i en stabil miljö kräver en viss sorts fysiologi, men miljörändringar ställer också krav på snabba omställningar av bakteriens proteinkomposition. Modellen, som nu tagits fram, visar den ”minimitid” det tar för sådana omställningar.

-   Detta är ett försök att börja svara på detaljerade frågor om hur bakteriers snabba anpassning går till. Modellen visar den optimala strategin för bakterien att genetiskt anpassa sitt proteom, dvs sammansättning av proteiner. Modellen kan nu testas och därmed bli viktig utgångspunkt för fortsatt forskning på området, säger Måns Ehrenberg, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, Uppsala universitet, och Scilifelab Uppsala.

Med hjälp av modellen kan man förutsäga och testa viktiga aspekter av bakteriers fysiologi. Den kopplar också samman bakteriers fysiologi med populationsgenetik och tillväxt/evolution och representerar därmed en ”helhetssyn” på bakterien som organism.

För mer information, kontakta:
Professor Måns Ehrenberg, institutionen för cell- och molekylärbiologi, tel: 018-471 42 13, mans.ehrenberg@icm.uu.se